咔唑/蒽衍生物的制备及性能研究

摘要

具有共轭大π键的有机分子在适当条件下具有较强的分子内电荷转移能力,“枝”与“核”之间强的耦合作用,表现出强的荧光发射、双光子吸收、电致发光等独特的光电性质。本文利用Heck、Suzuki等反应合成了咔唑衍生物(CPTZ1、CPTZ2)以及蒽的衍生物(BAnC、BTSAC、BTAC),并测试了其溶液态、聚集态、与质子结合、与纳米ZnS复合后的紫外吸收及单、双光子荧光光谱。得到以下结论：
　　 ⑴分别用单光子和双光子荧光检测,探讨了化合物CPTZ1和CPTZ2对质子[H+]的敏感性。Stern-Volmer方程给出CPTZ1的单、双光子荧光的猝灭常数分别为:k1PSV=0.04M-1,k2PSV=0.20M-1；而CPTZ2的猝灭常数则分别为k1PSV=0.10M-1,k2PSV(CPTZ2)=0.22M-1。结果表明,双光子荧光对质子的敏感度明显大于单光子荧光。
　　 ⑵讨论了三个分子CPTZ1、CPTZ2及8-羟基喹啉在四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺中与ZnS纳米粒子复合后的紫外吸收、单光子荧光及双光子荧光的变化。其中双齿化合物CPTZ2的双光子荧光强度较未加入纳米ZnS时提高了15.5％;8-羟基喹啉与纳米ZnS复合后得到了一种新的发光体系,其荧光强度提高了2-4倍,荧光发射峰位出现了较大程度的红移,其红移程度达到了116nm。
　　 ⑶探讨了三个不同分子BAnC、BTSAC与BTAC在聚集态下的发光性能,结果表明化合物BAnC及BTSAC表现出了良好的聚集诱导发光增强性质,而化合物BTAC在聚集态下却出现了荧光猝灭的现象。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 有机非线性光学材料

1.2 双光子吸收材料及应用前景

1.2.1 双光子吸收

1.2.2 双光子吸收材料的应用前景

1.3 聚集诱导发光(增强)材料

1.3.1 聚集诱导发光(增强)材料的研究意义

1.3.2 聚集诱导发光(增强)材料的研究现状

1.3.3 聚集诱导发光(增强)材料展望

1.4 本论文的目的和研究内容

参考文献

第二章 咔唑衍生物制备与双光子荧光传感性能研究

2.1 实验部分

2.1.1 试剂与仪器

2.1.2 荧光分子的合成

2.1.3 检测溶液的配制

2.2 分子溶液态的光学性能的研究

2.2.1 化合物CPTZ1、CPTZ2吸收行为研究

2.2.2 化合物CPTZ1、CPTZ2单光子荧光行为研究

2.3 CPTZ1和CPTZ2质子传感性质研究

2.3.1 质子对化合物CPTZ1和CPTZ2单光子荧光光谱的影响

2.3.2 质子对化合物CPTZ1和CPTZ2单光子荧光寿命的影响

2.3.3 质子对化合物CPTZ1和CPTZ2双光子荧光光谱的影响

2.3.4 化合物CPTZ1和CPTZ2对质子灵敏性的比较

2.4 本章小结

参考文献

第三章 咔唑衍生物及8-羟基喹啉与ZnS纳米粒子复合及光学性能研究

3.1 实验部分

3.1.1 试剂与仪器

3.1.2 材料分子结构

3.1.3 ZnS纳米粒子的制备

3.1.4 X射线衍射分析

3.1.5 ZnS纳米颗粒粒径分析

3.2 有机分子与纳米ZnS复合的光学性能研究

3.2.1 纳米ZnS的光学行为研究

3.2.2 化合物CPTZ1、CPTZ2与纳米ZnS复合的光学行为研究

3.2.3 8-羟基喹啉与纳米ZnS复合的光学行为

3.3 本章小结

参考文献

第四章 蒽衍生物的制备及聚集态性能研究

4.1 实验部分

4.1.1 试剂与仪器

4.1.2 BAnC、BTSAC与BTAC的合成与表征

4.2 分子溶液态的光学性能的研究

4.2.1 化合物BAnC、BTSAC和BTAC的吸收行为研究

4.2.2 化合物BAnC、BTSAC和BTAC的单光子荧光行为研究

4.3 聚集态性能测试

4.3.1 水的含量对BAnC、BTSAC、BTAC紫外吸收光谱的影响

4.3.2 水的含量对化合物BAnC、BTSAC、BTAC荧光光谱的影响

4.4 有机纳米材料的制备

4.5 本章小结

参考文献

第五章 全文总结

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢