收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

长共轭基团取代功能性聚炔的合成及其光学性能的研究

朱维菊  
【摘要】:近年来,具有较大双光子吸收截面的有机共轭材料在三维光信息存储、双光子荧光显微和成像、频率上转换激射、光学微加工、光限幅以及光生物学等方面显示出的良好应用前景,使得设计合成综合性能优良的有机双光子材料越来越受到人们的重视。现有的有机双光子吸收材料存在着一些不足,如:热性能好且双光子吸收截面大的材料较少;分子结构和双光子吸收性能之间的关系还不完全清楚;高分子双光子材料的品种研究较少等。因此,如何推动双光子吸收材料的实用化进程,研制出综合性能良好的双光子吸收材料是各国研究者们密切关注的焦点问题。偶氮苯、二苯乙烯及其芴类衍生物作为有机光电材料已被广泛的应用在非线性光学、光开光、光存储、光限幅及液晶等研究领域。为了改善有机小分子双光子材料的实用性能,我们设计合成了一系列含有偶氮苯和二苯乙烯非线性生色团的末端炔功能性单体,然后将这些末端炔有机共轭小分子单体以[Rh(nbd)Cl]2为催化剂通过均聚反应引入高分子体系,合成了一系列含有偶氮苯和二苯乙烯的长共轭侧链的聚炔共轭高分子,并详细探讨了材料结构与双光子吸收性能间关系。主要工作内容如下: 1.简述了双光子吸收的原理及双光子吸收截面的测试方法,详细介绍了双光子吸收材料的研究进展,并针对材料研究与应用中存在的不足,提出课题研究内容。 2.以[Rh(nbd)Cl]2-Et3N为催化剂,成功的将含长共轭链的偶氮炔化合物进行聚合,合成了含不同末端取代基长共轭侧链的溶解性及热稳定性较好的聚炔共轭高分子。对聚合物的热性能研究发现,引入刚性的偶氮苯基团到聚炔中赋予聚合物良好的热稳定性,其热稳定性的增加是由于芳香的生色团侧链的“夹克效应”导致的。利用Z-扫描技术,在450 fs脉宽,780 nm波长条件下测试了三种聚合物的双光子吸收截面(σ2)分别为659、1 220和2040 GM。双光子吸收截面和光限幅性能研究的结果显示,偶氮侧链生色团的引入赋予了功能聚炔高分子较大的双光子吸收截面、较好的光限幅性能和良好的光稳定性。它们的非线性光学性能受到分子结构的影响明显,与侧链具有吸电子基团NO2的偶氮苯聚炔相比,含供电子的CH3结构及未取代的H显示了较小的双光子吸收截面以及较差的光限幅性能,主要是由于吸电子基团的引入增加了共轭链的有效长度,从而使分子的双光子吸收性能增强。光限幅机理可能主要来自于分子的双光子吸收。 3.以[Rh(nbd)Cl]2-Et3N为催化剂,成功的将含长共轭侧链的苯乙烯功能基团进行聚合,合成了含不同末端取代基的长共轭侧链的溶解性及热稳定性好的聚炔共轭高分子。聚合物的固体荧光测试显示,荧光强度与激发光强之间的近二次方关系,表明该过程中的荧光发射是由双光子吸收引起的。利用Z-扫描技术,在450 fs脉宽,780 nm波长条件下测试了三种聚合物的σ2分别为644、909和1140GM。结果表明侧链含有硝基取代基聚合物的σ2大于含有甲基及未被取代的聚合物的σ2,造成这种差异主要是由于在含有硝基的侧链中含有吸电子取代基使得共轭体系中有更多的电子参与共轭增加了共轭链的有效长度,从而使离域强度增强。光限幅测试结果表明目标聚合物具有较好的光限幅性能,且聚合物的光限幅性能优劣性和σ2一致,这主要是由于在含有硝基的侧链中分子结构具有最大的电子离域效应引起的,光限幅的机理可能主要来自于分子的双光子吸收。 4.以[Rh(nbd)Cl]2-Et3N为催化剂,成功的将含长共轭侧链的含有芴基的苯乙烯及偶氮苯功能基团进行聚合,合成了含不同共轭桥末端为芴取代基团的长共轭侧链的溶解性及热稳定性好的聚炔共轭高分子。结果显示芴基上引入柔性的烷基链有效的提高了聚合物的溶解性。对聚合物的热性能研究发现,引入不同共轭桥末端为芴取代基团的长共轭侧链到聚炔中赋予聚合物良好的热稳定性,其热稳定性的增加是由于芳香的生色团侧链的“夹克效应”导致的。聚合物的固体荧光测试显示,荧光强度与激发光强之间的近二次方关系,表明该过程中的荧光发射是由双光子吸收引起的。采用Z-扫描技术,在450 fs脉宽,780 nm波长条件下测得两种聚合物的σ2分别为2010和3950 GM。结果表明含N=N共轭桥的σ2大于含C=C共轭桥的,造成这种差异的主要原因是含有偶氮侧链中由于偶氮基团中有更多的电子参与共轭,使π共轭程度升高、π电子云密度增加,离域强度增强,从而使其共轭双键体系增大,即电荷能在其中进行更好地转移。光限幅测试结果表明两种聚合物具有较好的光限幅性能,且含有偶氮芴基侧链的聚合物光限幅性能优于含苯乙烯共轭桥侧链的,这主要是由于前者的分子结构具有较大的电子离域效应引起的,光限幅的机理可能主要来自于分子的双光子吸收。 5基于Schweig非线性光学的理论,二阶非线性有机生色团可有效提高共轭高分子的三阶非线性光学性能,我们通过分子设计将二阶非线性系数较大的偶氮苯、二苯乙烯和芴基生色团连接到共轭聚炔高分子中,增加材料的非线性,并期望产生新颖的非线性光学性能。我们设计合成了含不同的末端取代基相同共轭桥及相同的末端取代基不同共轭桥的长共轭侧链的共轭聚炔高分子双光子材料,分别研究了分子结构的不同对它们的热稳定性、双光子吸收及光限幅性能的影响。该研究不仅丰富了功能聚炔衍生物体系,而且为可溶、高热稳定新型高分子双光子材料的分子设计奠定基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 夏林英,齐晓堃;纸张的光学性能测试法[J];印刷杂志;2003年05期
2 闻雷,孙旭东,马伟民;固相反应法制备Nd:YAG透明陶瓷[J];无机材料学报;2004年02期
3 张兰,程金树,汤李缨;用溶胶-凝胶法制备的CeO_2-TiO_2复合薄膜组成和光学性能的研究[J];建材发展导向;2005年04期
4 陈长琦;鲁嘉;方应翠;王君;李万福;周瑞;;β-BBO基ZrO_2/SiO_2倍频增透膜的结构和成分对光学性能的影响[J];真空科学与技术;2005年06期
5 李丹明;贺德衍;秦伟;;电子对F46镀银二次表面镜光学性能影响研究[J];材料科学与工艺;2005年06期
6 马玉天;龚竹青;武俊;李宏煦;阳征会;;影响碲膜光学性能的因素[J];稀有金属;2006年03期
7 郭幸;曾大文;谢长生;王辉虎;;CuO表面修饰ZnO量子点及其光学性能[J];硅酸盐学报;2006年06期
8 夏宇正;朱也莉;石淑先;焦书科;;纳米二氧化锆的制备及其光学性能研究[J];涂料工业;2006年08期
9 余凤斌;陈福义;介万奇;于子龙;;离子交换法在磷酸盐玻璃中合成CdS/Ag复合微粒的研究[J];功能材料;2006年12期
10 王海泉;张洪艳;;电场诱导纳米石墨微片/不饱和 树脂复合薄膜的制备及其光学性能研究[J];化学工程与装备;2007年05期
11 叶李旺;李征东;苏根博;庄欣欣;郑国宗;;生长温度对KDP晶体光学性质影响的研究[J];人工晶体学报;2008年01期
12 喻颖;马年方;黄世强;;枝状聚硅烷光学及其稳定性[J];应用化学;2008年03期
13 李秀琴;郭冬勇;;半导体ZnS纳米球的简易合成及其光学性能[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年01期
14 周杰;苏达根;钟明峰;;纳米氧化锌的溶剂热法合成及其光学性能[J];化工新型材料;2008年03期
15 王艳丽;陈柳青;刘旭光;许并社;;2-(2-羟基苯基)苯并咪唑锌的合成及其光谱性能研究[J];功能材料;2008年06期
16 孙泽波;;钛铁矿精矿替代氧化铈制备绿玻的研究[J];玻璃;2008年08期
17 韩文;曹丽云;黄剑锋;吴建鹏;曾燮榕;;电压对电沉积PbS薄膜结构和性能的影响[J];武汉理工大学学报;2008年10期
18 李丹明;贺德衍;秦伟;田海;;空间电子作用对ZnO-有机硅热控涂层光学性能影响研究[J];材料科学与工艺;2008年06期
19 万志敏;房光强;刘宇艳;杜星文;;热循环、真空紫外辐照对Al/Kapton薄膜的损伤效应[J];材料科学与工艺;2009年01期
20 王英华;王新昌;李光明;张兵临;田永涛;姚宁;;氧分压对ZnO纳米结构的形貌及光学性能的影响(英文)[J];人工晶体学报;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐衍岭;刘欣荣;徐玉恒;;Ce:PbWO_4晶体的生长及其闪烁性能的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
2 李镇祥;任丽慧;赵剑曦;;减反射层对Ni-Al_2O_3太阳光谱选择性吸收薄膜光学性能的影响[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
3 王月花;徐国定;朱永元;;Bi_(4-x)Nd_xTi_3O_(12)薄膜的金属有机溶剂淀积法制备及其结构与光学性能的研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
4 何金娜;梁二军;;非对称纳米环结构的等离子体光学性能的研究[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
5 刘欣荣;徐衍岭;徐玉恒;;Mg:NaBi(WO_4)_2晶体的生长及其光学性能的研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
6 罗景庭;曾飞;潘峰;;钒掺杂ZnO薄膜微结构和光学性能[A];TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2009年
7 任俊;闫增峰;赵群;;建筑遮阳产品光学性能评价研究[A];城市化进程中的建筑与城市物理环境:第十届全国建筑物理学术会议论文集[C];2008年
8 李卓;刘金刚;范琳;杨士勇;;高透明性含磷氧基聚酰亚胺的合成与性能[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
9 梁海锋;严一心;;类金刚石薄膜的光学性能的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
10 肖晶;赵晓敏;沈洁;李红霞;岑治宝;章银;;抗菌浮法玻璃的初步探讨[A];2005年电子玻璃学术交流研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄万霞;对称破缺及相变对超构材料光学性能的影响[D];南京大学;2011年
2 王丽平;MgF_2/Ag界面结构特性及对光学性能影响的理论研究[D];太原理工大学;2013年
3 陈羽;具有蝶翅单鳞片结构材料的制备及光学性能研究[D];上海交通大学;2011年
4 周昕;金属纳米周期结构表面等离子体及光学性能调控研究[D];中南大学;2012年
5 李霞;掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光陶瓷的制备与性能表征[D];山东大学;2005年
6 曾庆光;共轭聚合物PPV及稀土纳米氧化物的光学性能及高压效应[D];中国科学技术大学;2006年
7 刘德福;光纤连接器端面研磨抛光机理与规律研究[D];中南大学;2008年
8 吴南春;电子辅助化学气相沉积法(EACVD)制备纳米金刚石薄膜及其光电性能的研究[D];上海大学;2008年
9 向霞;植入复合纳米结构的光电性能研究[D];电子科技大学;2008年
10 王玉泉;钒氧化物纳米材料的制备和性能[D];清华大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张彦奇;LLDPE/纳米SiO_2复合材料的力学性能和光学性能研究及模量—组成关系的理论模拟[D];北京化工大学;2003年
2 郝喜红;喷雾热解法制备掺杂二氧化锡导电薄膜[D];西安建筑科技大学;2005年
3 段光凤;有机发光器件的制备及特性研究[D];暨南大学;2005年
4 宁明;非热封型防雾滴膜防雾性能及其他使用性能的研究[D];江南大学;2008年
5 梁丽梅;LaB_6纳米粉末及其复合薄膜的制备工艺及性能研究[D];山东大学;2009年
6 李锦;Ag-SiO_2复合薄膜的制备及其光致发光性能的研究[D];武汉理工大学;2006年
7 许保祥;KAPTON薄膜电子辐照损伤效应[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 刘卉洁;有机聚合物和小分子的光学性能研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 张旭;AlN纳米线制备技术及物性研究[D];沈阳工业大学;2008年
10 李启源;ZnO/SiO_2复合薄膜的制备与性能研究[D];长春理工大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 罗易;出版印刷用纸的光学性能及标准[N];中国包装报;2004年
2 周晨;肖特在中国采用高精度光学性能测量技术[N];科技日报;2008年
3 中国印刷及设备器材工业协会印刷器材分会 刘克谦;出版印刷用纸的光学性能及测试综述[N];中国包装报;2003年
4 李隆;宾得全新CMOS影像传感器探密[N];中国摄影报;2008年
5 刘霞;纳米壳自组装结构呈独特光学性能[N];科技日报;2010年
6 山东金晶集团 葛风忠;超白浮法玻璃市场前景广阔[N];中国建材报;2006年
7 记者 岳双才通讯员 贾冬梅;华北石化增产聚丙烯专用料[N];中国石油报;2007年
8 大方;纸张的质量指标[N];中国新闻出版报;2007年
9 冯树铭;可热封聚酯薄膜(热封型PET)在烟包上的应用[N];中国包装报;2006年
10 本报记者 霍光;屏幕涂层技术提升透光性能[N];中国计算机报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978