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系列电子传输材料的合成和一维自组装特性的研究

作 者: 宋伟锋
导 师: 王悦;刘宇
学 校: 吉林大学
专 业: 物理化学
关键词: 电子传输材料 电化学性质 晶体解析 自组装
分类号: TN04
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要


本论文中主要设计合成了系列电子传输材料并对相关性能进行了表征。通过对材料分子轨道能级的测定和分子堆积结构的解析阐明其作为电子传输材料的可行性并对其成因做了初步的讨论。同时,我们对系列材料的自组装特性进行了研究,希望通过调控生长条件和方法而控制其纳米组装体的形貌特性。在本论文中,我们合成了五种电子传输化合物,并通过核磁,质谱,元素分析等手段对所得到的化合物结构进行了表征。同时,通过电化学方法近似计算出相关化合物的分子轨道能级,与经典电子传输材料比较,发现该系列材料从能级角度满足了电子传输性能的要求,确定了其作为电子传输材料的可行性。我们培养得到了其中四种化合物的单晶结构,并对其进行解析,发现TCTDT/TCSDT分子具有良好的?-?相互作用有利于电子传输,而其他分子没有很好的电子传输通道,可能是在接受电子后能够保持稳定的状态因此成为良好的电子传输材料。鉴于分子间非共价相互作用是有机小分子自组装的主要驱动力以及TCTDT/TCSDT分子良好的?-?相互作用,我们利用该系列分子进行了一维自组装特性的研究。得到了纳米管,超长微米线等特殊的自组装结构并对其相关性质进行分析,实验结果表明一维自组装结构表现出介于稀溶液和单晶之间的一种过渡状态。这一结果初步证实了有机小分子材料在微观尺寸上的结构与性能直接相关。同时,基于这些结果我们在通过调控材料纳米组装体尺寸来控制其光电特性方面也进行了初步的探索。

全文目录


提要  4-8
第一章 前言  8-23
  1.1 有机电致发光材料的研究及应用简介  8-13
    1.1.1 有机电致发光器件的研究进展  8-9
    1.1.2 有机电致发光基本机理  9-11
    1.1.3 常见有机小分子电致发光材料及分子结构简介  11-13
      1.1.3.1 空穴传输材料  11
      1.1.3.2 电子传输材料和主体发光材料  11-12
      1.1.3.3 掺杂发光材料  12-13
  1.2 分子间非共价键作用与材料性质的关系  13-16
    1.2.1 氢键  14
    1.2.2 π-π相互作用  14-15
    1.2.3 分子堆积状态与材料性能间的关系  15-16
  1.3 有机纳米材料研究现状简介  16-22
    1.3.1 零维有机微球结构  18-19
    1.3.2 一维有机纳米结构  19-21
    1.3.3 其他形貌特征的有机纳米材料  21-22
  1.4 本论文的研究思路和研究成果  22-23
第二章 系列电子传输材料的合成及电化学性质的表征  23-36
  2.1 引言  23
  2.2 合成实验部分  23-32
    2.2.1 主要药品、试剂和测量仪器  23-24
    2.2.2 合成路线及具体操作  24-31
      2.2.2.1 2,4,6-三(3-氰基-1,2,5-噻二唑)基-1,3,5-均三嗪(TCTDT)的合成  24-25
      2.2.2.2 2,4,6-三(3-氰基-1,2,5-硒二唑)基-1,3,5-均三嗪(TCSDT)的合 成  25-26
      2.2.2.3 四氰代二甲基苯醌(TCNQ)的合成  26-27
      2.2.2.4 四氟代四氰代二甲基苯醌(F4TCNQ)的合成  27-29
      2.2.2.5 1,3,5-苯撑-三(1-苯基-1-氢-苯并咪唑)(TPBI)的合成  29-31
    2.2.3 系列化合物的表征  31-32
  2.3 系列化合物的电化学性质表征  32-35
    2.3.1 主要药品、试剂和测量仪器  32
    2.3.2 工作原理  32-34
    2.3.3 结果与讨论  34-35
  本章小结  35-36
第三章 晶体结构解析  36-46
  3.1 引言  36-37
  3.2 TCTDT的晶体结构  37-38
  3.3 TPBI的晶体结构  38-40
  3.4 TCNQ和F4TCNQ的晶体结构  40-42
  本章小结  42-46
第四章 基于杂环取代三嗪类化合物的一维自组装研究  46-56
  4.1 引言  46-47
  4.2 实验部分  47
    4.2.1 所用试剂及测量仪器  47
    4.2.2 制备方法  47
  4.3 结果讨论  47-55
    4.3.1 TCTDT/TCSDT有机微纳米管  47-53
    4.3.2 TCTDT/TCSDT分子超长微米线  53-55
  本章小结  55-56
参考文献  56-59
附录  59-68
发表的学术论文及其他成果  68-69
致谢  69-70
摘要  70-73
Abstract  73-76

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 一般性问题 > 材料
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