卟啉、富勒烯降冰片烯聚合物合成、表征及性质的研究

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1、摘要IIllllllLLlllllllllllll[1lUllllllllllEILlllIY2141396光诱导电子转移是光电转换材料的必经过程，以卟啉和富勒烯构筑的光电·转换材料正受到科学家的广泛关注，本论文设计合成了一系列基于卟啉、富勒烯的降冰片烯开环易位聚合物，并对其光诱导电子转移及光电转换性质开展了研究，取得了如下研究成果：1．通过化学修饰的方法设计合成了碱卟啉降冰片烯单体州B．mP)、锌卟啉降冰片烯单体(NB．ZIlP)、富勒烯降冰片烯单体(NB．c60)、长链烷基降冰片烯单体(NB．C14)。在Grubbs催化剂作用下，这些单体高效地发生开环易位聚合得到单聚体或共聚体，产率大于9

2、5％。2．紫外可见吸收、稳态荧光发射光谱、时间分辨发光光谱、电化学测试表明PNB．ZnPm．CO．C14n共聚物、PNB．ZnP单聚物保留了NB．ZnP单体的性质。PNB．ZnPx．CO．C60r-CO．C14：共聚物其氧化还原电位为NB．ZnP与NB．C60的简单叠加，表明基态下聚合物中锌卟啉发射团和富勒烯没有相互作用，但在激发态下不同比例的PNB．zIlPx—CO．C60y-CO—C14：聚合物随着NB．C60比例的增加，其荧光被强烈淬灭，表明PNB．ZnPx．CO．C60y-co．C14z聚合物发生了从卟啉发射团到富勒烯的电子转移，而在稀溶液中PNB．ZnP却不能向PNB．C60发生电子

3、转移。3．利用Grubbs催化剂合成了一系列PNB-ZnPm．CO-C60”PNB—H2Pm-CO—C60n共聚物，由共聚物PNB．ZnPm．CO．C60n制成的薄膜能够产生可逆的、稳定的光电流，其光电流、光电压强度随着共聚物中NB．C60摩尔比例的增加而增大。相比于PNB．H2P25．CO．C6075共聚物，由PNB．ZnP25一CO．C6075共聚物制成的光伏器件有更好的光电转换效率；另一方面，PNB．H2Pm币D．C60n共聚物制成的光伏器件与相同比例的NB．H2P+NB．C60单体混合物制成的光伏器件相比，展现了更好的光伏性能。关键词：光诱导电子转移；卟啉；富勒烯：降冰片烯聚合物；开环

4、易位聚合ABSTRACT__————-————____—————___—————__—————●_—_—__———_-—-_———-_—_——●——-__———一———●_—__—_-__—_———___-___—_—————--__———_———一．Inthisthesis，aseriesofnorbornenemonomerswithporphyrin，fullereneandlong．chainalkylfunctiongrouphavebeendesignedandsynthesized，andcopolymerswereobtainedviaROMP(ring—openingmeta

5、thesispolymerization)usingaGrubbs’initiator．Thephotophysics，electrochemistryandoptoelectronicconversionincopolymershavebeenstudied．Thedetailswereobt￡finedaSfollowing：1．Designedandsynthesizedaseriesofporphyrinic(NB—I-i2P)，zincprotoporphyrinic(NB-ZnP)，fullerenic(NB-C60)，long—chainalkylnorbornene(NB．C1

6、4)monomerthroughchemicalmodification，copolymerswereobtainedefficientlyviaROMP(ring—openingmetathesispolymerization)usingaGrubbs’initiator，theyieldisover95％。2．ThepropertiesofPNB—Znem—CO-(：14ncopolymerandPNB—ZnPhomopolymerhavebeeninvestigatedbyUV—Visabsorptionspectroscopy，steady．statefluorescencespect

7、roscopy，lifetimemeasurementsandelectrochemistry，thedatademonstratethatcopolymerPNB-ZnPm-CO—C14n、homopolymerPNB—ZnPretainthepropertiesofporphyrinmonomer．Theoxidation-reductionpotentialofCopolymerPNB-Zn