卟啉及其金属配合物修饰多壁碳纳米管的研究

【摘要】： 自从碳纳米管(CNTs)被发现以来,由于其具有独特的结构、奇特的电学性能、很好的柔韧性,以及良好的化学稳定性、热稳定性及吸附特性,使得它在电学、机械学和化学领域具有持续广泛的应用前景,通过一定的化学反应对其进行化学改性和修饰已成为新的研究热点。 卟啉类化合物具有特殊的结构和性能,在光电转化、仿生学、催化材料、气体传感器、太阳能贮存、微量分析等领域有着重要的作用,卟啉化合物研究越来越活跃。本文采用了新的方法合成了四(4-酰肼基苯基)卟啉及其金属配合物;还合成了5-(4-氨基苯基)-10,15,20,-三苯基卟啉、四(4-氨基苯基)卟啉及其金属配合物。用1H NMR、红外光谱、紫外光谱对其结构进行了表征和确证;用荧光光谱、紫外光谱对其性能进行了研究。 本文重点研究了卟啉对碳纳米管的修饰,通过氨基卟啉和酰肼卟啉及其相应的金属配合物与氧化后的碳纳米管反应,通过酰胺键共价修饰碳纳米管,得到共价修饰的卟啉-碳纳米管复合物;通过卟啉与碳纳米管的π-π堆积效应,得到了非共价修饰的卟啉-碳纳米管复合物。利用傅立叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、荧光光谱、紫外光谱等技术对卟啉-碳纳米管复合物的结构和性能进行了充分的表征。结果表明,修饰后的卟啉键连在碳纳米管上,而卟啉分子在碳纳米管上的修饰使得碳纳米管的溶解性增强;并且其在可见光区的荧光猝灭率高达80%-95%,这种高效的电子传输在开发太阳能电池上有潜在的应用价值。旨在探索卟啉与多壁碳纳米(MWNTs)复合的新途径,研究反应条件和规律及结构与性能的关系;探索多壁碳纳米管表面修饰后的独特性能,为合成新型功能化碳纳米管材料积累经验。