新型酞菁的合成及光電性質(zhì)研究.pdf

1、本文介紹了苯氧基四取代的酞菁8～23的合成、表征、電化學(xué)、變溫紫外可見光譜、光致發(fā)光和電致發(fā)光性質(zhì)的研究。酞菁8～23經(jīng)質(zhì)譜、氫核磁、紫外可見吸收光譜、元素分析的表征，充分證明了其分子結(jié)構(gòu)。酞菁8～23在有機(jī)溶劑和固相中形成分子聚集體能力較非取代的酞菁弱，主要是因?yàn)槠涮?～23環(huán)上的苯氧基取代基的空間位阻效應(yīng)所致。用軟件Chem3DUltra9.0計(jì)算酞菁8～23分子最小勢(shì)能的結(jié)果表明，苯氧基取代基的空間位阻可以有效地增大酞菁分子平面

2、間的距離，對(duì)于非外圍取代的酞菁如11～13和19～23的效果更為明顯。酞菁8～23在氯仿、二氯甲烷、四氫呋喃、甲苯、苯、氯代萘、氯代苯等有機(jī)溶劑中具有很好的溶解性，而在丙酮，N，N-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜中的溶解性較差，苯氧基取代基在各種有機(jī)溶劑中的溶解性差異導(dǎo)致了酞菁8～23的溶解性不同。酞菁8～23具有四種同分異構(gòu)體，我們目前不能夠運(yùn)用柱層析成功分離這四種異構(gòu)體。 本文研究了酞菁鋅10的電化學(xué)性質(zhì)，分別測(cè)定了10的四氫呋喃

3、溶液(10-3mol/L)在50mV/s、100mV/s和200mV/s掃速下的循環(huán)伏安曲線，結(jié)果表明酞菁鋅10氧化還原過程均發(fā)生在酞菁環(huán)上，且為單電子可逆或準(zhǔn)可逆過程，給出了可能的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。測(cè)定了H2Pc，CuPc，ZnPc，TiOPc，InClPc及酞菁14～23的氯代萘溶液在293K，303K，313K，323K,333K的紫外可見光譜，發(fā)現(xiàn)了一種新型的“溫度誘導(dǎo)減色效應(yīng)”，這種減色效應(yīng)是由熱振動(dòng)導(dǎo)致酞菁π共軛體系的扭曲引起

4、的。其現(xiàn)象是隨著溫度的升高，Q帶的吸光度逐漸降低，并且有波長(zhǎng)位移。B帶沒有這種減色效應(yīng)，酞菁分子聚集體峰的減色效應(yīng)較弱。 本文分別測(cè)定了酞菁14～23石英襯底上的澆鑄膜在10K，177K和300K的光致發(fā)光光譜和單晶硅襯底上真空鍍膜(約200nm)的常溫光致發(fā)光光譜。酞菁14，15的澆鑄膜光致發(fā)光光譜出現(xiàn)了熒光發(fā)射和磷光發(fā)射峰。酞菁14和16的光致發(fā)光光譜在1670nm左右出現(xiàn)了激基締合物峰，該峰的出現(xiàn)與分子抗聚集能力的強(qiáng)弱有關(guān)

5、。澆鑄膜和真空鍍膜的酞菁分子聚集態(tài)不同導(dǎo)致了斯托克司位移的差異，真空鍍膜的發(fā)光峰峰值均在1140nm左右，酞菁澆鑄膜的光致發(fā)光峰的峰值差別較大。此外，澆鑄膜發(fā)光光譜的半峰寬通常為300nm，而真空鍍膜的發(fā)光光譜的半峰寬為100nm左右。 文中制作了以酞菁8，10～14和16為發(fā)光層的四層電致發(fā)光器件，ITO，NPB(20nm)，BCP(20nm)，Alq3(20nm)，Al(120nm)分別作為陽極，空穴傳輸層，空穴阻擋層，電子

6、傳輸層和陰極。酞菁8，10～14和16與Q帶關(guān)聯(lián)的發(fā)射波長(zhǎng)出現(xiàn)在900nm或1100nm左右，各種酞菁的發(fā)射峰最大波長(zhǎng)和半峰寬差別較大，這主要是因?yàn)槠湔婵斟兡さ姆肿泳奂瘧B(tài)不同造成的，斯托克司位移的差異也是由此引起的。 文中合成了目前未見報(bào)道的鄰苯二腈衍生物24，26以及結(jié)構(gòu)新型的三核酞菁鋅25，它們的結(jié)構(gòu)經(jīng)氫核磁譜和質(zhì)譜的表征。三核酞菁鋅25存在多種同分異構(gòu)體，它和反應(yīng)副產(chǎn)物酞菁16混合在一起，目前還不能用普通的柱層析分離得到2