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基本信息

項(xiàng)目名稱：
通過軸向配位反應(yīng)實(shí)現(xiàn)4-乙烯基吡啶聚合物的卟啉功能化
小類：
能源化工
簡介：
本文通過軸向配位反應(yīng),將四苯基卟啉鋅(ZnTPP)鍵合在4-乙烯基吡啶(4VP)與苯乙烯(St)共聚物P(4VP-co-St)的側(cè)鏈,制得了卟啉功能化的大分子ZnTPP-P(4VP-co-St), 通過FTIR與1H-NMR對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征, 重點(diǎn)研究了時(shí)間、溫度對軸配過程的影響，以及大分子軸配化合物ZnTPP-P(4VP-co-St)的譜學(xué)性能, 對其光物理行為進(jìn)行了較為深入的分析.
詳細(xì)介紹：
本文通過軸向配位反應(yīng),將四苯基卟啉鋅(ZnTPP)鍵合在4-乙烯基吡啶(4VP)與苯乙烯(St)共聚物P(4VP-co-St)的側(cè)鏈,制得了卟啉功能化的大分子ZnTPP-P(4VP-co-St), 通過FTIR與1H-NMR對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征, 重點(diǎn)研究了時(shí)間、溫度對軸配過程的影響，以及大分子軸配化合物ZnTPP-P(4VP-co-St)的譜學(xué)性能, 對其光物理行為進(jìn)行了較為深入的分析.

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的：實(shí)現(xiàn)高分子的卟啉功能化，為發(fā)展光電功能新材料提供有價(jià)值的理論參考。 基本思路：使4-乙烯基吡啶(4VP)與苯乙烯(St)的共聚物(4VP-co-St)與四苯基卟啉鋅（ZnTPP）發(fā)生軸向配位反應(yīng)，將ZnTPP鍵合在P(4VP-co-St)的側(cè)鏈，實(shí)現(xiàn)聚合物的卟啉功能化，并考察卟啉功能化聚合物ZnTPP-P(4VP- co-St)的譜學(xué)性能。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

該作品利用共聚物(4VP-co-St)的側(cè)基吡啶環(huán)與金屬卟啉中心的金屬原子之間產(chǎn)生配位鍵，從而較容易地實(shí)現(xiàn)聚合物的卟啉功能化，為制備光電功能材料奠定基礎(chǔ)。該作品首次采用“軸向配位反應(yīng)”實(shí)現(xiàn)聚合物的卟啉功能化，并且方法簡單，易操作。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本研究首次采用“軸向配位反應(yīng)”制得具有光電功能的聚合物材料，該方法簡單、易操作，在光電功能材料領(lǐng)域具有重要的實(shí)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文通過軸向配位反應(yīng),將四苯基卟啉鋅(ZnTPP)鍵合在4-乙烯基吡啶(4VP)與苯乙烯(St)共聚物P(4VP-co-St)的側(cè)鏈,制得了卟啉功能化的大分子ZnTPP-P(4VP-co-St), 通過FTIR與1H-NMR對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征, 重點(diǎn)研究了時(shí)間、溫度對軸配過程的影響，以及大分子軸配化合物ZnTPP-P(4VP-co-St)的譜學(xué)性能, 對其光物理行為進(jìn)行了較為深入的分析. 研究結(jié)果表明, 以共聚物P(4VP-co-St)的吡啶側(cè)基為配體, 通過軸向配位反應(yīng)可順利地制備卟啉功能化的大分子ZnTPP-P(4VP-co-St)，且溫度越低，鍵合量越大. 該大分子具有類似于ZnTPP的特征電子吸收光譜與熒光發(fā)射光譜, 同時(shí)也顯示出軸向配位的特征. 與小分子ZnTPP相比, ZnTPP-P(4VP-co-St)的吸收光譜和發(fā)射光譜都發(fā)生了明顯的紅移. 大分子軸配化合物ZnTPP-P(4VP-co-St)的光物理行為也呈現(xiàn)出一定程度的高分子效應(yīng): 隨著大分子鏈中ZnTPP鍵合量的增大, 相近的 ZnTPP側(cè)鏈單元之間會(huì)發(fā)生能量轉(zhuǎn)移, 使熒光發(fā)射強(qiáng)度有所減弱.

獲獎(jiǎng)情況

發(fā)表論文：高分子學(xué)報(bào)，2009年第8期 (SCI)

鑒定結(jié)果

參考文獻(xiàn)

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同類課題研究水平概述

對卟啉化合物光電性能研究得較多的是光合作用體系模擬，而真正用作電致發(fā)光材料是始于20世紀(jì)80年代末。1988年，VanSlyke S.A.等人采用了卟啉作為空穴傳輸材料來制備發(fā)光器件。1996年Burrows P.E.等人利用四苯基卟啉和8-羥基喹啉鋁作為發(fā)光材料，制備了雙發(fā)光層的器件，實(shí)現(xiàn)了隨電壓的變化發(fā)光顏色由綠到紅可調(diào)。1997年，Hamada Y報(bào)道了用鋅卟啉(ZnTPP)作為發(fā)光材料，制備了三層器件，得到了很好的紅色發(fā)光，發(fā)光波長為635nm，但對器件的亮度和效率沒有具體的報(bào)道。接著Kerp H.R.等人用ZnTPP作為摻雜劑研究了激子在染料中的能量傳遞過程，這為卟啉發(fā)光提供了一定的理論基礎(chǔ)。1998年Baldo M.A.等人利用八乙基卟啉鉑(PtOEP)的三線態(tài)發(fā)光得到了很高效率的紅色磷光發(fā)光器件，隨后人們對卟啉的三線態(tài)發(fā)光進(jìn)行了廣泛的研究。但是磷光器件要求無氧操作等條件，制備工藝苛刻，對實(shí)際應(yīng)用帶來很大的困難。1999年Sakakibara Y.等人制備了以還原四苯基卟啉(TPC)摻雜8-羥基喹啉鋁的器件，得到了較高色純度的紅色發(fā)光。國內(nèi)，張德強(qiáng)等人用八乙基卟啉鋅摻雜8-羥基喹啉鋁制得了不同質(zhì)量摻雜分?jǐn)?shù)的器件，也得到了紅色發(fā)光。 在卟啉功能材料的相關(guān)研究中，大多采用在基質(zhì)中摻雜小分子卟啉的方式，如摻雜型非線性光學(xué)材料、摻雜型膜電極、摻雜型傳感器、摻雜型太陽能電池以及摻雜型電致發(fā)光材料等等。而這些摻雜型的小分子卟啉或金屬卟啉，一方面缺乏化學(xué)穩(wěn)定性，功能性的發(fā)揮受到很大影響；另一方面又不具備加工性能，使其應(yīng)用受到一定的限制。 要想克服上述小分子卟啉及金屬卟啉化合物在應(yīng)用中的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)卟啉及金屬卟啉化合物的高分子化或高聚物的卟啉功能化，是一個(gè)行之有效的方法。既可為卟啉化合物營造一個(gè)類似多肽的微環(huán)境，以提高其化學(xué)穩(wěn)定性，充分發(fā)揮其特性；又可使卟啉化合物也具有了高分子材料的良好加工性能，比如成膜、成球性能等，從而可極大地拓展卟啉化合物的應(yīng)用范圍，提升其應(yīng)用效能。因此，經(jīng)過分子設(shè)計(jì)并通過一定的化學(xué)途徑，實(shí)現(xiàn)高聚物的卟啉功能化，將成為材料科學(xué)中具有重大科學(xué)意義的研究課題。
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