苝酰亚胺杂化分子在检测和荧光波导太阳能集光器中的应用

【摘要】：花酰亚胺(PBI)是一类由大π共轭体系构成的稠环芳香烃化合物,自1913年被Friedlander合成以来,由于其具有优良的性质,一直是学术界研究和关注的热点。本文针对改性的苝酰亚胺类分子进行研究,主要内容包括：将无机粒子POSS接入花酰亚胺,并比较其与其他取代基分子的光谱与组装性质的变化,并利用这种分子设计合成了三硝基苯酚(PA)的荧光传感分子,最后是合成一种光谱范围广的苝酰亚胺分子并用于荧光太阳能集光器的研究。研究的阶段性成果如下： 1.合成了POSS氮位取代的苝酰亚胺分子,通过分析其与PA的光谱,设计出一种新的花酰亚胺分子,即在LiAIH4与AlCl3的作用下,将(POSS)2-PBI分子的花环上的羰基脱除,使得分子中心由吸电子变成供电子,并且新分子的荧光光谱与PA的吸收部分重叠,具备了能量转移实现荧光淬灭的可能。得到的分子存在叔氮结构,能选择性的与PA作用,实现了对PA的高灵敏性和高选择性检测,同时由于苝酰亚胺分子经过组装后仍会有荧光,设计得到了对PA的固相传感。 2.对于之前合成的(POSS)2-PBI分子的深入研究,通过合成其他两种取代基的分子,DMPBI和DCPBI,考察三种分子在溶解度、光谱和量子效率的变化,并研究三种分子在溶液和薄膜中的组装和光谱性质,得出POSS与苝酰亚胺杂化分子在组装、光谱等方面的特点。 3.合成一种在光伏发电方面很有前景的分子—-Red305,并通过浸渍法将其分散在EVA膜中,然后制作成荧光太阳能集光器。同时采用相同方法,制作了稀土染料和有机蓝粉的集光器。比较三种不同染料的集光器,得出花酰亚胺分子在光伏材料方面的优势,并利用这种分子研究得出在集光器体系中染料浓度与转换效率的关系,为实现降低光伏发电成本和光伏建筑一体化提供了依据。 【关键词】：苝酰亚胺 检测 组装 浸渍法 荧光太阳能集光器
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O625.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 前言9-35
• 1.1 杂化分子材料简介9
• 1.2 苝酰亚胺类分子的概述9-10
• 1.3 取代基苝酰亚胺的性质的影响10-14
• 1.4 苝酰亚胺衍生物的合成14-16
• 1.5 苝酰亚胺衍生物的自组装16-22
• 1.6 苝酰亚胺衍生物的应用22-27
• 1.7 本论文研究的主要目的和主要内容27-29
• 参考文献29-35
• 第二章 苝酰亚胺与POSS杂化分子的合成与对PA传感的应用35-49
• 2.1 摘要35
• 2.2 引言35-36
• 2.3 试剂和仪器36-37
• 2.4 实验部分37-38
• 2.5 液相检测PA实验38-45
• 2.6 本章小结45-47
• 参考文献47-49
• 第三章 苝酰亚胺与POSS的杂化分子的性质的研究49-61
• 3.1 摘要49
• 3.2 引言49-50
• 3.3 试剂和仪器50
• 3.4 实验部分50-59
• 3.5 本章小结59-60
• 参考文献60-61
• 第四章 苝酰亚胺分子在荧光太阳能集光器中的应用61-75
• 4.1 摘要61
• 4.2 引言61-62
• 4.3 试剂和仪器62-63
• 4.4 实验部分63-72
• 4.5 本章小结72-73
• 参考文献73-75
• 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果75-77
• 致谢77

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