文档介绍：分类号:O626 单位代码:10110
学号:s20090615

不中北大学
对
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酞硕士学位论文
菁
锌
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合不对称酞菁锌的合成及性能研究
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张
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中
北
大硕士研究生张丹
学
指导教师张学俊
学科专业无机化学

2012 年 6 月 1 日
图书分类号 O626 密级非密
UDC

硕士学位论文

不对称酞菁锌的合成及性能研究

张丹

指导教师(姓名、职称) 张学俊副教授
申请学位级别理学硕士
专业名称无机化学
论文提交日期 2012 年 3 月 20 日
论文答辩日期 2012 年 6 月 2 日
学位授予日期年______月______日
论文评阅人魏春英谢鲜梅
答辩委员会主席谢鲜梅

2012 年 6 月 1 日
原创性声明

本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独
立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含
其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡
献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人
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论文作者签名: 日期:

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导师签名: 日期:
中北大学学位论文
不对称酞菁锌的合成及性能研究
摘要
酞菁是一类具有离域π电子的大环共轭体系,具有优良的化学稳定性和热稳定性,
独特的光、电等性质。通过改变酞菁环的取代基团,可得到性能不同的酞菁衍生物,在
许多领域具有广阔的应用前景,其中广泛应用在染料敏化太阳能电池中。传统的对称酞
菁,溶解性较差,易团聚。为了增强溶解性,减少团聚,增大光谱吸收范围,本文成功
合成了六种新型的不对称酞菁锌敏化染料,通过引入不同的取代基改变分子结构,提高
光电性能。
由原料 4-硝基邻苯二甲腈、叔丁醇、蒽醌衍生物、对羟基苯甲酸、2-甲基-8-羟基喹
啉、胺类物质和醋酸锌在 1,8-二氮杂环[5,4,0]十一烯-7(DBU)催化剂下合成了芳氧基和氨
基两大类六种新型的不对称酞菁锌,分别是:2-(1-氧基-9,10-蒽醌-4-羧酸)-9,16,23-三叔
丁氧基酞菁锌(APC)、2-(4-羧基苯氧基)-9,16,23-三叔丁氧基酞菁锌(PPC)、2-(2-甲基-8-
氧基喹啉)-9,16,23-(4-羧基苯氧基)酞菁锌(QPC)、2-(N,N-二乙酸胺基)-9,16,23-(N,N-二乙
基胺基)酞菁锌(SPC)、2-(N,N-二乙酸胺基)-9,16,23-(N,N-二丙基胺基)酞菁锌(TPC)和
2-(N,N-二乙酸胺基)-9,16,23-(N,N-二丁基胺基)酞菁锌(FPC)。
通过红外光谱、紫外-可见光谱、元素分析和核磁共振氢谱表征六种配合物的结构;
分别比较了六种不对称酞菁锌在 N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液及其敏化的纳米 TiO2 薄
膜的紫外-可见光谱;结合紫外-可见光谱、循环伏安曲线和差分脉冲伏安曲线,确定六
种配合物的基态氧化电位和激发态氧化电位能级位置,并测量了由其组装的染料敏化太
阳能电池(DSSC)的光伏性能。
结果表明,六种配合物在 DMF 溶液中紫外-可见光谱的 Q 带最大吸收峰在 680 nm
附近,均发生不同程度的红移,其敏化的纳米 TiO2 薄膜的紫外-可见光谱红移现象更为
明显;六种不对称酞菁锌染料敏化剂的激发态能级范围在- V ~ - V 之间,与纳
米 TiO2 导带能级位置相匹配;总的光电转换效率(η)分别是:%,%,%,%,
%,%,得到了较好的光电性能。
中北大学学位论文
关键词不对称,酞菁锌,合成,表征,染料敏化太阳能电池
中北大学学位论文
Synthesis, characterization and properties of asymmetric zinc
phthalocyanine photosensitizers
Abs