羥基苯基、磺酸鈉苯基卟啉及其金屬配合物修飾多壁碳納米管的研究.pdf

1、1991年日本科學(xué)家Iijima首次利用電弧放電法發(fā)現(xiàn)了碳納米管(Carbon Nanotubes CNTs),由于CNTs獨(dú)特的內(nèi)在結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出奇特的物理化學(xué)性能,引起人們對碳納米管產(chǎn)生了極大的興趣,對碳納米管的研究成為了全球的研究熱點(diǎn)之一。人們預(yù)測它將是21世紀(jì)最具潛力的準(zhǔn)一維線性納米材料、新一代平板顯示材料和納米電子器件材料之一。
　　卟啉及其衍生物具有特殊的結(jié)構(gòu)和性能,在光電轉(zhuǎn)化、仿生學(xué)、催化材料、氣體傳感器、太陽能貯存、

2、微量分析等領(lǐng)域有著重要的作用,人們對于卟啉及其衍生物的研究越來越活躍。卟啉修飾碳納米管復(fù)合物由于具有獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能,已成為近年來新的研究熱點(diǎn)。本論文通過化學(xué)共價(jià)功能化和非共價(jià)功能化,研究卟啉對多壁碳納米管的修飾,旨在如何實(shí)現(xiàn)增大多壁碳納米管在有機(jī)溶劑和水中的溶解性和分散性,研究反應(yīng)條件和規(guī)律及結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系;探索多壁碳納米管修飾后的獨(dú)特性能,為合成新型功能化碳納米管材料積累經(jīng)驗(yàn)。
　　本論文合成了5-(2-羥基苯基)

3、-10,15,20-三苯基卟啉、meso-四(4-磺酸鈉苯基)卟啉及其金屬配合物。用核磁共振氫譜、紅外光譜和紫外光譜對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征和確認(rèn)。
　　通過5-(2-羥基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉、meso-四(4-磺酸鈉苯基)卟啉及其金屬配合物與酰氯化的多壁碳納米管反應(yīng),以形成酯和酸酐的形式來化學(xué)共價(jià)修飾多壁碳納米管,得到了化學(xué)共價(jià)修飾的卟啉-碳納米管復(fù)合物;通過卟啉與碳納米管的π-π堆積效應(yīng),得到了非共價(jià)修飾的卟啉-

4、碳納米管復(fù)合物。利用紅外光譜對復(fù)合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征;通過熒光光譜、紫外光譜等技術(shù)對其進(jìn)行了性能測試;通過透射電鏡(TEM)觀察了Mn-TSPP化學(xué)共價(jià)與非共價(jià)修飾多壁碳納米管復(fù)合物的形貌;并對Mn-TSPP修飾多壁碳納米管復(fù)合物在二次純凈水中的分散性和溶解性進(jìn)行研究。結(jié)果表明:修飾后的卟啉鍵連在多壁碳納米管上,而卟啉分子在碳納米管上的修飾使得多壁碳納米管的溶解性增強(qiáng);并且其在可見光區(qū)的熒光猝滅率高達(dá)80％以上,這種高效的電子傳輸在開發(fā)太