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以卟啉的非线性光学性能为研究目的,设计并合成了三种新的卟啉多枝分子材料,结构得到核磁共振谱和质谱证实。
(1)5,10,15,20.四.(4.吡咯烷基.苯基)卟啉(简称BL-P);
(2)5,10,15,20-四-[4-(4-二-苯胺基苯甲酸苯酯)]卟吩(简称BL-Z);
(3)5,10,15,20.四.(4-二苯胺基二苯乙烯基)卟吩(简称BL-X)
。通过系统测试所合成的三个卟啉衍生物的光谱性质,研究表明:
1.研究了卟啉核周边“枝”的取代效果、泵浦波长和环境对分子的双光子吸收截面的影响。发现在800nm激发下,5,10,15,20-四一[4一(4---苯胺基苯甲酸苯酯)]卟吩(BL-Z)的双光子吸收截面与5,10,15,20.四.(4.羟基苯基)卟啉相比,前者明显增强,可归结于前者有着“D-A-core-A-D”的分子结构。
2.通过双键接上三苯胺,BL-X吸收峰有所红移,这是由于形成了大共轭体系,有利于分子内电荷转移;BL-X外围的4个三苯胺可以捕捉光子,实现分子内能量转移,表现出明显的分子天线特性。BL-X由于其更大的共轭度,因此有着比BL-Z更大的双光子吸收截面和双光子荧光强度。
3.比较了BL-Z、BL-X在溶液态和薄膜态的不同光学性能。发现BL-Z和BL-X的薄膜态的荧光强度都比溶液态强,而且BL-Z在固体薄膜中的双光子吸收截面是其在THF溶液中的4倍,这可以解释为在刚性膜中,扭曲的分子构型被限制了,在固体薄膜中的分子平面性得到了改善,这有利于π电子通过卟啉核在枝之间的离域,结果在PES膜中的双光子吸收截面得到了提高。
4.制作了BL-Z的电致发光器件,观察到了产生的红光,可以做红光电致发光材料。与光致发光光谱比较结果表明,电致发光的荧光峰位与光致发光相比有红移。