新型有机染料在染料敏化太阳能电池和离子荧光识别中的应用

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1、中图分类号UDC硕士学位论文学校代码密级10533新型有机染料在染料敏化太阳能电池和离子荧光识别中的应用DesignandSynthesisofOrganicDyesandTheirApplicationinDye·-SensitizedSolarCellsandIonFluorescenceRecognition作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：贺伟杰分析化学有机功能材料化学化工学院宋相志教授论文答辩日期笠：绺答辩委员会主席中南大学二O一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢

2、的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：乏玉选日期：坦年上月丛日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。日期：监年上月盟日新型有机染料在

3、染料敏化太阳能电池和离子荧光识别中的应用摘要：本论文的工作分为两个研究方向，一为染料敏化太阳能电池染料敏化剂的合成与应用；二为有机荧光探针的合成与应用研究。(1)染料敏化太阳能电池由于其制备工艺简单，成本低廉，已成为近年来太阳能电池领域的研究热点。目前普遍使用的染料敏化剂多为吡啶钌化合物，但是存在原料成本高，合成及提纯困难等缺点；纯有机染料敏化剂种类多，结构易于调整，原料价格相对低廉，将有望提高电池的效率以及降低电池的成本。该课题设计合成了一种以咪唑啉结构单元为电子供体的新型染料敏化太阳能电池敏化剂，开辟了一类新型的纯有机染料敏化剂方向。本文探讨了咪唑啉染料敏化剂的结构、光谱性能与光伏性质。

4、研究发现，该化合物能够发生有效的分子内电荷转移，且其轨道能级可以很好地与电解质液中氧化还原电对的氧化还原电势与纳米晶半导体导带能级相匹配，其光电转换效率为3．65％；(2)通过研究发现，次氯酸根离子及硫化氢其在生物体内均起到非常重要的作用，然而现有这两种离子的检测方法难以达到兼备高选择性、高灵敏度、低检测限等特性，且很难用于活体细胞检测。亟需性能优良且可用活体于细胞检测次氯酸根离子和硫化氢的荧光探针。因此课题一方面设计合成了以硫代方酸为母体的新型次氯酸根荧光探针。这是首次将硫代方酸化合物运用于离子探针。其合成与后处理都采用了十分简便的方法，且对于次氯酸根具有高度的选择性、良好的线性测试范围、

5、较低的检测限(26nM)以及长波长等特点。然后运用光谱及高效液相色谱，我们探究了探针对次氯酸根离子的响应机理，发现探针被次氯酸根离子氧化后转化为其方酸前体化合物。另一方面，本文设计合成了以芘为母体结构的新型硫化氢荧光探针。本文首次以芘衍生物作为硫化氢荧光探针，其合成与后处理也十分简便。由于硫化氢在体内的存在形式为硫氢根离q乙(HS‘、)，因此实际检测中我们采用硫氢根作为检测对象。结果表示，探针对于硫氢根具有高度的选择性、良好的线性范围和较低的检测15NO．42州)。鉴于该探针优良的水溶性，其有望应用于活体细胞中。关键词：染料敏化太阳能电池，敏化剂，咪唑啉，方酸，荧光探针分类号：540Desi

6、gnandSynthesisofOrganicDyesandTheirApplicationinDye．SensitizedSolarCellsandIonFluorescenceRecognitionAbstract：Thispaperconsistsoftwoparts，thefirstpartisthesynthesisandaDplicationofsensitizerindye—sensitizedsolarcellandthesecondpartisabouttheapplicationofsmallorganicmoleculefluorescenceprobe．(1、)．Du

7、etoitssimplepreparationprocessandlowcost，thedye-sensitizedsolarcellshaveattractedextensiveinterest．Currently,rutheniumpolypyridylcomplexesarewidelyusedforsensitizers．While，thistypeofdyehasdifficultiesinsynt