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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文四取代锌酞菁的制备与性能研究论文作者：刘家余学生类别：全日制学科门类：理学学科专业：高分子化学与物理指导教师：于晓燕职称：副教授资助基金项目：国家自然科学基金（No.51573037）河北省自然科学基金（E2014202033）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhysicsofPolymersPREPARATIONANDPROPERTIESOFTETRA-SUBSTITUTEDZINCPHTHALOC
2、YANINECOMPOUNDSbyJiayuLiuSupervisor:AssociateProf.XiaoyanYuMay2017ThisworksupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina.(GrantNo.51573037)andNaturalScienceFoundationofHebeiProvince(GrantNo.E2014202033).摘要酞菁配合物是一类具有18π电子的共轭大环化合物，自1907年被偶然发现以来凭借其优良的热稳定性、优异的光电性能，除了被用作传统的染料和颜料外，尤其是金属酞菁配位化合物在电
3、致变色、液晶、气体传感器、半导体、染料敏化太阳能电池等领域也获得了广泛的应用。由于酞菁分子的平面结构使得分子间极易发生团聚，在有机溶剂中的溶解性特别差，在400~700nm波段可见光范围内吸收较弱，很大程度上限制了其应用范围。为解决上述问题，扩大其应用范围，本文通过对酞菁本体进行分子设计，在酞菁周边苯环引入不同的取代基，成功合成出五种新型的锌酞菁化合物，以提高其溶解性，增大共轭程度，改善光物理和电化学性能，扩大光区响应范围。以4-硝基邻苯二甲腈、对苯二酚、1-溴代戊烷、1-溴代辛烷、苯酚、2-羟基萘、2-甲基-8-羟基喹啉等为原料，在无水碳酸钾为碱性催化剂条件下，通过亲核取代反应合
4、成出前驱体，最后前驱体与醋酸锌等在1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7（DBU）的催化下，通过液相合成法合成出含烷氧基团和芳香基团的两大类五种新型锌酞菁化合物，分别是2(3),9(10),16(17),23(24)-四-(对戊氧基苯氧基)锌酞菁、2(3),9(10),16(17),23(24)-四-(对辛氧基苯氧基)锌酞菁、2(3),9(10),16(17),23(24)-四-苯氧基锌酞菁、2(3),9(10),16(17),23(24)-四-萘氧基锌酞菁、2(3),9(10),16(17),23(24)-四-(2-甲基-8-氧基喹啉)锌酞菁。对前驱体以及五种酞菁化合物的分子结
5、构进行了红外、紫外可见吸收光谱、元素分析和核磁共振等表征。通过紫外可见吸收光谱图、循环伏安曲线和差分脉冲曲线确定了五种酞菁化合物的基态电位以及激发态电位能级位置。结果表明，在氯仿中的紫外可见吸收光谱中，烷氧基酞菁以及芳氧基酞菁的Q带最大吸收峰出现了不同程度的位移，都在680~685nm处。五种酞菁的LUMO能级都高于TiO2导带，可以使激发态电子由染料分子中注入TiO2导带。并且五种酞菁的HOMO能级都低于氧化还原电解质，可以使失去电子的酞菁从I-中得到电子循环再生。导带能级与酞菁染料相匹配，符合用作染料敏化太阳能电池光敏剂的要求。关键词：酞菁，取代基，合成，团聚，电化学IABST
6、RACTSincetheaccidentalsynthesisofphthalocyanines(Pcs)byImperialChemicalIndustriesin1928,Pcshavefoundhigh-techapplicationsinelectrophotographyandinkjetprintingandasphotoconductingagentsinphotocopyingdevices.Inaddition,theimportanceandpotentialofPcsisrapidlygrowinginmanyotherfieldssuchascatalyst
7、s,gassensor,electrochromicdevices,liquidcrystals,semiconductoranddyesensitizedsolarcell,thankstotheirexcellentstability,improvedspectroscopiccharacteristics,diversecoordinationproperties,andarchitecturalflexibility.Anotoriousdisadvantag
