功能分子材料及分子晶体结构的研究

摘要

本论文主要由两个部分构成：(1)有机分子材料的制备及性质测试，包括有机电双稳材料、有机整流材料和一类新型有机分子材料；(2)分子晶体结构。 在有机电双稳分子方面，我们实验室发现的BN4分子制成的电双稳器件Ag／BN4/A1有很好的特性，跃迁前后的阻抗比达到105，最多能够进行2000次擦写，我们在BN4的基础上设计合成了几个分子，并对它们的性质进行了测试，希望找到该类分子中的各个基团对性能的影响。本文发现没有活泼氢的类BN4结构的分子的稳定性会更好。 在有机整流分子方面，设计合成了两个系列的D一Ⅱ一A型有机整流分子，用两种方法对它们的整流性质用STM进行了测试。得到的有机分子中大部分都具有整流性质，但是存在很大差异它们的整流比在几十到几万之间，说明分子的结构对性质的影响很大。我们实验室开发出一种用STM针尖吸附的新方法来对分子的整流性质进行测试，该方法简单快速大大加快了我们对分子的筛选速度。 本文还首次设计合成了一类具有特殊结构的有机分子材料，这类分子在固体中是一个两性离子，具有很好的热稳定性和电导性；通过对这类分子的研究，我们还发现了这类分子的一些新的用途：(1)用自组装法制备了其中一个分子3一羟基一2一(4一吡啶基)一1，4一萘醌(HPNO)的有机纳米线，该纳米线尺寸可调，韧性好；(2)将这类分子用在低压锂电子电池的负极材料上，其中HPNO制成的锂电池首次的充电容量可以达到110mAh／g，首次充放电的库仑效率可以达到78％，并且该材料具有较好的循环性能，经过30次循环后仍能保持初始容量的65％。 在有机晶体结构部分，本文测定了TCME、TPPM、DPTQ等几个分子的晶体结构，对它们的晶体数据进行了分析；合成了一系列的三分支和四分支的星状化合物来验证星状分子在晶体中自发产生手性中心的普遍性。探讨了晶体结构中各种非键作用对晶体结构以及晶体的性质产生的影响，包括常规氢键C--H-~·O、弱氢键C--H-··Ⅱ、Ⅱ…π堆叠、以及偶极一偶极作用等，并尝试通过改变分子中的某一原子来研究这些非键作用对晶体结构的具体影响。

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章 有机电双稳材料的制备及性能测试

第二章 有机分子整流材料的制备及性能测试

第三章 一类新型有机分子材料的合成及其用途的探索

第四章 分子晶体的结构

参考文献

论文及专利

致谢

论文独创性声明及使用授权声明