光功能性含硫配体的设计、合成及其纳米金复合材料的光学性质

摘要

纳米金/有机复合材料由于其特殊的结构和优异的性能，目前受到许多化学工作者的青睐。共轭有机分子具有良好的电子流动性，纳米材料具有量子尺寸效应，宏观量子隧道效应等，使它们均具有独特的光学性能。本论文在大量文献调研的基础之上，将含噻唑、含硫的有机配体与微纳米金结合，以期得到光学性能优异的复合功能材料。主要工作如下:
　　 1、在本课题组多年来对有机配体的研究基础之上，利用简单经济的Witting缩合、Aldol缩合、甲酰化、乙酰化等一系列有机合成反应，引入功能性有机基团，得到了新型的(D-π-A)结构的有机配体，其中的三种醛和邻氨基苯硫酚生成了噻唑环。这些配体通过了红外、1HNMR、13CNMR、元素分析等基本表征，同时解析了L1、L2、L4三种化合物的单晶结构，分别属于三斜、单斜晶系，P(1)、P21/c空间群。通过紫外吸收光谱，单光子荧光光谱，双光子荧光光谱，Z-Scan技术，瞬态荧光光谱等光学测试，结合密度泛函量化计算对所得化合物进行了电子结构和电荷转移模型的研究，发现从HOMO到LUMO的跃迁，是典型的π-π*跃迁，研究表明，双乙氧基的引入减小双光子吸收截面。
　　 2、选择光学性质较好的配体L1-4与氯金酸乙腈溶液按不同比例配置(L1-4∶HAuCl4·4H2O为1:1,2:1,3:1,4:1,5:1,6:1,7:11:1,2:1,3:1,4:1,5:1,6:1，7:1)，得到了不同比例的溶液。在激光器(680-1080nm，80MHz，140fs)超快速激光诱导下，不使用还原剂的情况下，还原Au(Ⅲ)，得到Au(0)，现场对金进行修饰，得到微纳米金有机复合材料。
　　 3、论文对飞秒激光诱导下的修饰纳米金复合材料的光学性质进行了深入的研究，其中包括有:紫外可见光谱、单光子荧光、双光子荧光，TEM，粒度测试等性质研究。结果表明:制备的金纳米复合材料粒径为2nm左右;修饰纳米金复合材料的发射峰发生了较大红移，这是由于纳米Au的周围被配体包裹后，激发态电子可能进入到Au的空轨道，从而降低了激发态能级的能量，导致发射光谱红移;随着L∶Au比例的不断增大，双光子光子荧光强度出现增强的趋势，Au∶L=3:1时荧光强度最大，之后不断减弱，可见L∶HAuCl4·4H2O存在一个最佳配比。

目录

声明

摘要

符号说明

第一章 绪论

§1．1 引言

§1．2 有机-无机复合材料基础

§1．2．1 光电功能配合物材料

§1．2．2 光功能有机-无机复合纳米材料

§1．3 有机-无机纳米复合材料的性能和特点

§1．4 有机-无机纳米复合材料的合成方法

§1．4．1 软模板诱导自组装法

§1．4．2 原位合成法

§1．4．3 乳液聚合法

§1．5 有机-无机纳米复合材料的应用

§1．5．1 力学性能的应用

§1．5．2 电化学性能的应用

§1．5．3 磁学性能的应用

§1．5．4 光学性能的应用

§1．5．5 智敏性能的应用

§1．5．6 催化性能的应用

§1．6 展望

§1．7 本论文设计思想

参考文献

第二章 噻唑类衍生物的合成、表征、其单晶结构以及光学性质研究

§2．1 噻唑类衍生物的合成与表征

§2．1．1 试剂与仪器

§2．1．2 合成与表征

§2．2 晶体结构解析

§2．2．1 L1的晶体结构解析

§2．2．2 L2的晶体结构解析

§2．3 L1、L2、L3三个噻唑类衍生物的光学性质研究

§2．3．1 线性吸收光谱

§3．3．2 溶液里的单光子荧光(OPED)和荧光寿命

§2．3．3 双光子吸收(TPA)与双光子荧光(TPEF)特性

参考文献

第三章 功能性含硫配体的合成、表征、其单晶结构以及光学性质研究

§3．1 化合物的合成与谱学表征

§3．1．1 试剂与仪器

§3．1．2 合成与表征

§3．2 晶体结构解析

§3．3光学性质研究

§3．3．1 线性吸收

§3．3．2 溶液里的单光子荧光(OPEF)

§3．3．3 非线性性质研究

参考文献

第四章飞秒激光诱导下配体修饰微纳米金复合材料的制备及光学性质的研究

§4．1 设计思路

§4．2 制备

§4．3 光学性质初步研究

§4．3．1 线性吸收及单光子荧光性质

§4．3．2 双光子荧光性质(通过TPEF方法测试)

§4．4 纳米粒径和形貌

§4．5 机理探讨

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢