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兄弟顏料論酞青顏料的技術(shù)難題
發(fā)布時間:2017-04-12        瀏覽次數(shù):205        返回列表
由于卟啉及其衍生物酞菁與科學(xué)界的兩大難題(光合成反應(yīng)中心的作用和分子器件的生產(chǎn))緊密相連。半個多世紀(jì)來一直成為人們研究的熱點?;瘜W(xué)工作者經(jīng)過近百年的研究,合成了大量的卟啉、酞菁化合物。從無金屬到金屬配位,從對稱到不對稱,從無取代到取代再到不對稱多取代,從一維到三維,從非功能化到功能化再到器件化,大大豐富了卟啉、酞菁類化合物的種類。
在種類繁多的卟啉、酞菁化合物中,由于共軛大環(huán)卟啉、酞菁體系間強(qiáng)烈的電子相互作用,三明治型混雜卟啉、酞菁稀土配合物顯示出非同尋常的光、電、熱、磁性質(zhì)和作為新型分子導(dǎo)體、分子磁體、分子電子元器件、電致變色、光電轉(zhuǎn)換和液晶等功能材料的巨大潛力。關(guān)于它們的研究近年來成為熱點。
稀土酞菁配合物由于中心稀土離子半徑較大,不能完全落在酞菁空穴中,且由于稀土離子的高配位數(shù),所以傾向于形成三明治型配合物(圖1- 2)該類三明治型酞菁配合物由于其特有的物理性質(zhì),特別是電致變色性質(zhì),吸引著人們的極大興趣。
酞菁類化合物可看作是四氮雜卟啉的衍生物,具有D2n點群對稱性。自20世紀(jì)初被偶然合成以來,已在染料工業(yè)和光電功能材料等方面獲得了巨大的應(yīng)用。近年來隨著功能材料的研究開發(fā),發(fā)現(xiàn)這一類化合物具有許多誘人的功能。諸如含金屬離子的酞菁類配合物MPc(M2+為二價金屬離子,H2Pc為自由酞菁)具有很大的三階非線性光學(xué)響應(yīng)系數(shù),夾層稀土酞菁配合物REPc2(REn+為稀土離子)具有電致變色效應(yīng),由于π-π相互作用,酞菁結(jié)晶時呈柱狀排列而顯示出沿柱方向的低維導(dǎo)電性,橋聯(lián)的金屬酞菁配合物在室溫下具有很好的液晶相,另外,它在催化劑、抗輻射劑等方面的作用也受到人們的重視。
酞菁是一類由8個N 原子、8個C原子組成的16中心18π電子的芳香共軛體系的大環(huán)共軛配合物。它具有顏色鮮艷、生產(chǎn)成本較低、著色性優(yōu)異、良好的光、熱及化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的光、電性質(zhì), 在可見光區(qū)有較好的吸收以及分子結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)性。除了用作傳統(tǒng)的染料和顏料外,酞菁類化合物很早就被用作太陽能電池中的光敏化劑。同時酞菁環(huán)內(nèi)有1個空穴,可以容納鐵、銅、鈷、鋁、鎳、鈣、鈉、鎂、鋅等金屬元素,并結(jié)合生成金屬配合物。通過改變不同的金屬離子可以獲得不同能級金屬酞菁化合物,有利于提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。但由于無取代的金屬酞菁幾乎不溶于水和有機(jī)溶劑, 極大地限制了它的應(yīng)用。改善金屬酞菁水溶性的方法,一般是在環(huán)上加入磺酸基羧酸基團(tuán)

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