铜配合物由于其良好的发光特性被视为其他贵金属配合物的替代品,在染料敏化太阳能电池(DSSC)的研究中取得了极大进展。本文以Cu(I)配合物的研究为主题:以提高铜配合物的在可见光区吸光能力、延长激发态寿命为目标,设计开发了具有不同发色基团的Cu(I)配合物。以2-吡啶基咪唑配体为切入点,通过核磁、紫外可见吸收光谱、荧光发射光谱、激发态寿命以及量子产率等表征手段,探究了不同取代基的吡啶基唑类配体对配合物发光行为的影响。同时辅以量化计算(TD-DFT)手段对分子前线轨道贡献以及电荷跃迁类型进行了归属。具体研究内容如下:1.以吡啶-2-甲醛为反应的初始原料,合成包含不同电子特性的配体5-溴-2-(1H-咪唑-2-基)吡啶(L1)、2-(1H-咪唑-2-基)-5-甲基吡啶(L2)和2-(1H-咪唑-2-基)-5-苯基吡啶(L3)。通过与配体POP和六氟磷酸四乙腈铜[Cu(CH3CN)4PF6]进行配位,形成相应的配合物C1、C2和C3。对比发现,带有吸电子特性的C1和共轭体系的C3紫外吸收光谱最低吸收峰发生红移,而供电子基的C2发生蓝移,其激发态寿命与量子产率都变化不大。2.以吡啶基咪唑为母体分子,引入了包含不同芳香环的有机发色团,成功合成配体2-(1H-咪唑-2-基)-5-(萘-1-基)吡啶(L4)、2-(1H-咪唑-2-基)-5-(菲-9-基)吡啶(L5)和5-(蒽-9-基)-2-(1H-咪唑-2-基)吡啶(L6),之后采用相似的方法合成配合物C4、C5和C6,表征测试不同的有机发色团对发现配合物光学性质的影响。通过对照分析得知,随着萘、菲、蒽发色团的吸入,配合物的紫外-可见吸收图的吸收峰产生明显红移,摩尔吸光系数(ε)最高提升到10000 M-1 cm-1多,激发态寿命也延长40-50μs,而量子产率与母体相比有所下降。3.通过炔基的连接方式将不同的发色团引入吡啶基咪唑母体分子,合成了配体2-(1H-咪唑-2-基)-5-(对-甲苯基乙炔基)吡啶(L7)、2-(4-((4-甲基萘-1-基)乙炔基)苯基)-1H-咪唑(L8)和4-((6-(1H-咪唑-2-基)吡啶-3-基)乙炔基)-N,N-二苯基苯胺(L9),及其相应的配合物C7、C8和C9。通过测试探究不同的连接方式对配合物发光行为的影响。通过对照分析得知,三种配合物的紫外可见吸收光谱最低吸收峰明显红移,摩尔吸光系数(ε)最高提升到22000 M-1 cm-1多,激发态寿命也延长60-70μs,量子产率却有所损耗。4.以上所有合成的配合物都使用量子理论计算以及密度泛函理论(DFT)研究了其电子结构的组成和电荷跃迁类型的归属。