卟啉三元体超分子聚合物的光电性质研究

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1、卟啉三元体超分子聚合物的光电性质研究OptoelectronicPropertiesofSupramolecularPolymersBasedonPorphyrinTernarys学科专业：应用化学作者姓名：王春兴指导教师：冯亚青教授徐加良副教授天津大学化工学院二零一七年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已

2、在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据摘要本论文设计合成了两个以均苯三甲酰胺为核的卟啉三元体分子，研究了其超分子自组装形成超分子聚合物的行为，并研究了超分子

3、聚合物的非线性光学性质和光电转化性质。以氨基卟啉作为基础原料，经与均苯三甲酰氯缩合连接，得到具有不同烷氧链修饰的卟啉三元体分子TMA，TMB和TMC。这些不同的烷氧链将使卟啉三元体在不同溶剂中有不同的超分子自组装行为。采用紫外-可见吸收光谱可以检测TMA和TMB的这些聚集行为，发现其在氯仿和甲苯这类良溶剂中它们以单分子状态存在，而在环己烷中则在达到临界浓度后聚集形成超分子聚合物，其中TMA的临界浓度为6×10-7M。通过原子力显微镜（AFM）可直接观察到TMA、TMB及TMC形成的一维超分子聚合物的形貌。以TMC为模型化合物，通过Z-扫描的方法研究了

4、其在不同浓度下的三阶非线性光学性质，发现该分子在自组装过程中以单分子、寡聚物及超分子聚合物等形式存在时展现出不同的非线性光学性质，从而我们可以利用非线性光学方法高效灵敏地检测该类化合物的自组装过程。拟通过卟啉自由碱溴化、还原、锌金属配位、Heck偶联反应、均苯三甲酰氯缩合、选择性水解等反应合成含有羧基作为锚定基团的卟啉三元体TMD，并研究其形成有序的超分子聚合物作为敏化剂在太阳能电池中的应用。合成了一系列相关的卟啉中间体，但由于Heck偶联反应产率过低，后续步骤未能继续进行。关键词：超分子自组装，卟啉三元体，非线性光学，染料敏化太阳能电池I万方数据A

5、BSTRACTInthispaper,wehavedesignedandsynthesizedaseriesofporphyrinternaryswith1,3,5-benzenedicarboxamideasthecore,andstudiedtheirsupramolecularself-assemblybehaviours.Thenonlinearopticalpropertiesoftheas-formedsupramolecularpolymershavebeenstudiedandtheirapplicationsinthedyesens

6、itizedsolarcells(DSSCs)havebeenexplored.WehavesynthesizedthreeporphyrinternarysTMA,TMBandTMCwithdifferentalkoxylgroupsbythecondensationreactionsoftheaminoporphyrinmonomerswith1,3,5-benzenetricarbonyltrichloride.Thesedifferentalkoxylgroupsdrivetheporphyrinternarystodemonstratedi

7、fferentsupramolecularself-assemblybehaviorsinvarioussolvents.TheaggregationstatesofTMAandTMBhavebeeninvestigatedbyUV-Visabsorptionspectroscopy.Ithasbeenfoundthatthesemoleculesexistasmonomersinchloroformandtoluene,buttheystartedtoaggregatetoformsupramolecularpolymerswhentheyreac

8、hedcriticalconcentrationsincyclohexane.Thecriticalconc