文档介绍：Vol. 31 高等学校化学学报 No. 9
2010 年 9 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 1805 ~ 1810
卟啉和酞菁修饰的单壁碳纳米管的
合成及光谱性质
赵海英1,2 ,陈晨1 ,朱义州1 ,贺林1 ,郑健禺1
, ,
1. 南开大学元素有机化学国家重点实验室天津 300071 2. 内蒙古大学化学化工学院呼和浩特 010021
利用氨基苯基, , 三, 二辛氧基苯基卟啉和,, 三叔丁基氨基锌酞菁
摘要 5- 4- -10 15 20- 3 5- 2 9 16- -23- Ⅱ
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通过酰胺键连接方式同时对单壁碳纳米管进行共价修饰通过红外光谱、拉曼光谱、X 射线光电子能谱和透
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射电镜对所得碳纳米管复合物进行了表征证实了其结构. 紫外-可见吸收光谱和荧光光谱分析表明光活
性分子卟啉和酞菁均与单壁碳纳米管之间存在较强的电子效应. 经卟啉和酞菁共同修饰的单壁碳纳米管复
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合物比卟啉和酞菁单独修饰的碳纳米管复合物的吸光范围更宽而且分散性较好 309 mg /L 是潜在的光
电转换材料.
关键词卟啉酞菁共价修饰碳纳米管
中图分类号 O621 文献标识码 A 文章编号 0251-0790 2010 09-1805-06
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碳纳米管具有较好的机械、电子和光学性能因此在聚合物复合材料、生物医学、电子学和
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传感器及太阳能转换等领域具有潜在的应用价值近年来已成为多学科研究的焦点. 由于碳纳米
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管易聚集成束或缠绕在常见的有机溶剂中分散度低因此极大地制约了其性能的研究. 为了克服管
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间聚集和增加溶解性需要对碳纳米管表面进行修饰通常采用共价和非共价两种方式. 对于不同领
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域的性能研究除了要解决碳纳米管的分散性问题外还需要用特定的功能化基团对其进行修饰. 在
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光电转换材料领域常用生色基团对碳纳米管进行功能化修饰.
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分别利用卟啉和酞菁等生色基团对单壁碳纳米管 SWNTs 进行化学修饰已有较多报道.
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部分功能化的 SWNTs 复合物还被应用于光伏器件的构筑但器件效率普遍不高. 其原因之一是
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卟啉或酞菁的吸光范围较窄光源利用效率低卟啉化合物的吸光范围主要集中在 430 nm 附近的可见
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光区酞菁化合物尽管在太阳光红区 700 nm 附近有较强吸收但其覆盖的区域仍然有限此外与聚
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合物复合材料及富勒烯相比修饰后的 SWNTs 复合物溶解性依然有限因此限制了其在电极表面较好
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地成膜. 考虑到在吸光范围上互补的特点将含有助溶性烷基链修饰的卟啉和酞菁同时对 SWNTs 进行
化学修饰,将有助于碳纳米管复合物吸光范围的拓宽以及溶解性的提高,从而有利于光电器件性能的
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改善. 本文利用带有辛烷基的卟啉和带有叔丁基的酞菁通过酰胺键共同修饰 SWNTs 得到卟啉和酞菁
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共价修饰的 SWNTs 复合物通过红外光谱、拉曼光谱、