共價鍵連富勒烯苯基卟啉化合物的合成、表征與光電性能研究.pdf

1、共價鍵連給一受體(D-A)化合物因在模擬生物體光合作用和構造太陽能電池等方面具有重大應用價值，從而成為當今世界的研究熱點。富勒烯具有完美的空間結構，較小的重組能、合適的還原電勢等特點，使其成為良好的電子受體；卟啉具有共軛大環(huán)結構，在紫外可見光區(qū)有著非常廣泛的吸收，是理想的電子給予體。 本文先采用1，3偶極環(huán)加成反應制備出富勒烯吡咯衍生物，再利用酯化反應合成了14種新型的富勒烯卟啉化合物。采用元素分析、紅外吸收光譜、紫外一可見吸收

2、光譜和質譜等多種手段對中間物及產物進行了結構表征。 研究了富勒烯卟啉(鋅卟啉)化合物的光化學性質，結果發(fā)現(xiàn)：(一)卟啉鍵合富勒烯后，熒光強度明顯減弱，表明卟啉一富勒烯化合物在光照作用下發(fā)生了分子內電荷/能量轉移；(二)鄰位取代的卟啉-富勒烯化合物的熒光猝滅強于對位取代的卟啉-富勒烯化合物；(三)甲氧基苯基卟啉-富勒烯化合物的穩(wěn)態(tài)熒光光譜比苯基卟啉-富勒烯化合物的穩(wěn)態(tài)熒光光譜有明顯紅移。 測定了該系列化合物在砷化鎵(GaA

3、s)電極表面上的光伏效應。并討論了光伏效應的影響因素，結果發(fā)現(xiàn)：(一)在I2/I3-和O2/H2O介質電對中，鍍層厚度在1～2μm時，該類化合物具有較好的光電轉換性能；(二)鄰位取代的苯基卟啉(金屬卟啉)-富勒烯的光電性能優(yōu)于對位取代的苯基卟啉(金屬卟啉)-富勒烯；(三)相同配體的配合物的光電轉換性能按鋅、銅和鈷的順序逐漸減小(Zn＞Cu＞Co)；(四)含有相同中心金屬離子的該類化合物，甲氧基苯基卟啉-富勒烯配合物的光電轉換性能優(yōu)于苯基