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含有不同电子给体—受体的枝状荧光染料的合成与光学性质研究

作　者: 刘建
导　师: 高放
学　校: 重庆大学
专　业: 化学
关键词: 三苯胺 电荷转移 枝状 共轭链 双光子吸收截面
分类号: O621.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


双光子吸收材料广泛地应用在光限幅、双光子上转换激射、双光子荧光显微术、三维光存储以及三维微加工等领域,如何提高双光子横截面成为双光子材料领域研究的热点。本文设计合成了7个三苯胺二苯乙烯类荧光染料化合物,分属下面两个系列:①.以三苯胺为核含有电子给体-受体取代基团的荧光染料分子: 4-(3, 4, 5-三甲氧基苯乙烯)基-三苯胺(C6), 4-(对硝基苯乙烯)基-三苯胺(C7), 4-(3, 4, 5-三甲氧基苯乙烯)-4’-醛基-三苯胺(C8)和4-(对硝基苯乙烯)基-4’-醛基-三苯胺(C9);②.以三苯胺为核含二苯甲酮片段具有不同取代基的荧光染料分子: 4-(苯乙烯)基-4’-(二苯甲酮)基-三苯胺(C13), 4-(3, 4, 5-三甲氧基苯乙烯)基-4’-(二苯甲酮)基-三苯胺(C14)和4-(对硝基苯乙烯)基-4’-(二苯甲酮)基-三苯胺(C15)。并对合成的化合物进行了表征。研究了目标化合物的紫外-可见吸收光谱、单光子荧光、双光子荧光光谱性质,运用能隙变化、Stocks位移、电化学循环伏安法、热稳定性、分子内电荷转移以及分子电荷密度理论计算等来分析了化合物的结构对其单光子吸收、双光子吸收与荧光的影响,测得其荧光寿命,同时测定了其双光子横截面,得出如下研究结果:1、以三苯胺为核含有不同电子给体-受体,随着电子受体的吸电子能力的增强,电荷转移程度增大,带隙减小,表现出不同的发光性质。即可以选择不同类型的电子给体-受体对同一母体的化合物进行修饰,可调节其电荷转移和能隙,来调控颜色,便可制备能带匹配的有机发光材料,提高发光效率。同时由于不同电子受体的吸电子能力,它们变现出来的双光子吸收截面也是不同的,随着吸电子能力的增加,双光子吸收截面大幅度的提高。2、以三苯胺为核含二苯甲酮片段具有不同的取代基的化合物,发现不同取代基对双光子吸收有影响,随着取代基的吸电子能力的增强,分子内的电荷转移增加,它们的双光子吸收截面呈明显的增加。比较了具有不同共轭链长度的有机分子的双光子吸收,双光子吸收截面随着共轭链长度的增加也呈增加的趋势,这对增大双光子吸收截面,开发有机双光子材料具有重要的指导意义。

全文目录


中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-20
  1.1 非线性光学材料  8-11
    1.1.1 非线性光学及其材料的简述  8-10
    1.1.2 有机非线性光学材料  10-11
  1.2 双光子吸收材料及应用  11-15
    1.2.1 双光子吸收  11-12
    1.2.2 双光子吸收截面  12-13
    1.2.3 双光子吸收的应用  13-15
  1.3 有机双光子吸收材料的研究现状  15-19
  1.4 本课题的研究目的、意义和研究内容  19-20
2 含有不同的电子给体-受体枝状分子合成和光学性质研究  20-46
  2.1 分子的设计思想  20-29
    2.1.1 反应机理  21-23
    2.1.2 合成路线  23-25
    2.1.3 实验准备  25-26
    2.1.4 目标化合物的合成与表征  26-29
  2.2 线性光学性质  29-36
    2.2.1 紫外可见吸收分析  29-31
    2.2.2 单光子荧光性能的分析  31-36
  2.3 Stokes 位移效应  36-38
  2.4 非线性光学性质  38-41
  2.5 电化学分析  41-43
  2.6 热稳定性分析  43
  2.7 荧光寿命分析  43-45
  2.8 小结  45-46
3 具有不同取代基的枝状分子的合成与光学性质研究  46-66
  3.1 分子设计细想  46-51
    3.1.1 合成路线  47-49
    3.1.2 实验准备  49
    3.1.3 目标化合物的合成与表征  49-51
  3.2 线性光学性质  51-56
    3.2.1 紫外可见吸收分析  51-53
    3.2.2 单光子荧光性能的分析  53-56
  3.3 Stokes 位移效应  56-58
  3.4 非线性光学性质  58-60
  3.5 荧光寿命分析  60-62
  3.6 热稳定性分析  62-63
  3.7 共轭链长度对双光吸收截面的分析  63-65
  3.8 小结  65-66
4 全文总结  66-68
致谢  68-70
参考文献  70-76
附录  76-81
  A.化合物的合成表征图  76-81
  B.作者在攻读学位期间发表的论文及专利  81

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 有机化学 > 有机化学一般性问题 > 有机化合物性质
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