共價(jià)鍵連富勒烯苯基卟啉化合物的合成、表征與光電性能研究.pdf

1、共價(jià)鍵連給一受體(D-A)化合物因在模擬生物體光合作用和構(gòu)造太陽能電池等方面具有重大應(yīng)用價(jià)值，從而成為當(dāng)今世界的研究熱點(diǎn)。富勒烯具有完美的空間結(jié)構(gòu)，較小的重組能、合適的還原電勢等特點(diǎn)，使其成為良好的電子受體；卟啉具有共軛大環(huán)結(jié)構(gòu)，在紫外可見光區(qū)有著非常廣泛的吸收，是理想的電子給予體。 本文先采用1，3偶極環(huán)加成反應(yīng)制備出富勒烯吡咯衍生物，再利用酯化反應(yīng)合成了14種新型的富勒烯卟啉化合物。采用元素分析、紅外吸收光譜、紫外一可見吸收

2、光譜和質(zhì)譜等多種手段對中間物及產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。 研究了富勒烯卟啉(鋅卟啉)化合物的光化學(xué)性質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(一)卟啉鍵合富勒烯后，熒光強(qiáng)度明顯減弱，表明卟啉一富勒烯化合物在光照作用下發(fā)生了分子內(nèi)電荷/能量轉(zhuǎn)移；(二)鄰位取代的卟啉-富勒烯化合物的熒光猝滅強(qiáng)于對位取代的卟啉-富勒烯化合物；(三)甲氧基苯基卟啉-富勒烯化合物的穩(wěn)態(tài)熒光光譜比苯基卟啉-富勒烯化合物的穩(wěn)態(tài)熒光光譜有明顯紅移。 測定了該系列化合物在砷化鎵(GaA

3、s)電極表面上的光伏效應(yīng)。并討論了光伏效應(yīng)的影響因素，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(一)在I2/I3-和O2/H2O介質(zhì)電對中，鍍層厚度在1～2μm時(shí)，該類化合物具有較好的光電轉(zhuǎn)換性能；(二)鄰位取代的苯基卟啉(金屬卟啉)-富勒烯的光電性能優(yōu)于對位取代的苯基卟啉(金屬卟啉)-富勒烯；(三)相同配體的配合物的光電轉(zhuǎn)換性能按鋅、銅和鈷的順序逐漸減小(Zn＞Cu＞Co)；(四)含有相同中心金屬離子的該類化合物，甲氧基苯基卟啉-富勒烯配合物的光電轉(zhuǎn)換性能優(yōu)于苯基