光響應(yīng)性有機(jī)共軛體和碳納米管的制備和表征.pdf

1、隨著納米全光器件研究的深入，合成光響應(yīng)性納米有機(jī)共軛體逐漸成為該領(lǐng)域研究的重要熱點(diǎn)，通過(guò)將具有光異構(gòu)化特性的生色團(tuán)與不同共軛體的功能化，研究材料的空間構(gòu)型和偶極矩的改變以及共軛體系間的電子相互作用。本文將偶氮苯生色團(tuán)分別與苝酰亞胺和多壁碳納米管(MWCNT)功能化，分析了光響應(yīng)性納米共軛體微觀形貌、光異構(gòu)化特性和光電性能的變化。 1.利用N位取代反應(yīng)，合成了非對(duì)稱偶氮苯基團(tuán)取代的偶氮苯-苝酰亞胺有機(jī)共軛體(PDI-AZO)。結(jié)果

2、表明PDI-AZO形成了更為規(guī)則的一維棒狀聚集體；偶氮苯生色團(tuán)與苝核的酰亞胺環(huán)共軛體系的局部電子重疊使能級(jí)軌道降低，特征吸收峰發(fā)生了紅移；共軛體系間的光誘導(dǎo)電荷傳輸和能量遷移導(dǎo)致了熒光猝滅；PDI-AZO具有較大的光致異構(gòu)化轉(zhuǎn)變速率系數(shù)表明其具有明顯的光響應(yīng)特性。 2.通過(guò)酸化修飾MWCNT，使其表面產(chǎn)生羧基，具有良好的分散性；利用共軛體系間的π-π共軛鍵的吸附作用合成了PDI-AZO/MWCNT復(fù)合體。結(jié)果表明復(fù)合體薄膜在微觀

3、形態(tài)下呈有序化排列；MWCNT的存在增強(qiáng)了復(fù)合體在紫外區(qū)和可見(jiàn)區(qū)的吸收；PDI-AZO與MWCNT之間的π-π電子共軛作用使特征吸收峰發(fā)生紅移，這種電子間的相互作用使MWONT可以分散和吸收激發(fā)的電子并發(fā)生能量遷移導(dǎo)致PDI-AZO/MWCNT復(fù)合體發(fā)生了熒光猝滅；光致異構(gòu)化轉(zhuǎn)變速率系數(shù)的降低說(shuō)明復(fù)合體光異構(gòu)化轉(zhuǎn)變受到了抑制。 3.通過(guò)酰氯化的方法，分別合成了偶氮苯生色團(tuán)共價(jià)鍵合碳納米管(MWCNT-AZO)和烷基共價(jià)功能化碳納

4、米管(MWCNT-CONH-C12H25)。結(jié)果表明MWCNT-AZO薄膜形成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，烷基鏈和偶氮苯生色團(tuán)分別在MWCNT管壁上形成了致密的有機(jī)層，接枝率分別為3.76％和5.33％;偶氮苯生色團(tuán)與碳納米管的局部電子重疊使特征吸收峰發(fā)生了紅移；這種電子間的相互作用使碳納米管可以分散電子和吸收能量并導(dǎo)致MWCNT-AZO發(fā)生熒光猝滅;偏振光的測(cè)試結(jié)果初步表明偶氮苯基團(tuán)的光致取向作用使MWCNT-AZO在與入射偏振光平行的方向上有序程