检索结果-南通市图书馆

作者：艾伟南京邮电大学

学位级别：硕士

石墨烯是仅有一个原子厚度的sp2杂化的二维碳材料，由于具有独特的物理和化学性质，而被视为最有前景的新型奇迹材料之一。在能源危机日益严重的今天，科学研究人员广泛探讨了石墨烯在能源储存与转化领域的应用，如太阳能电池、锂离子... 详细信息

石墨烯是仅有一个原子厚度的sp2杂化的二维碳材料，由于具有独特的物理和化学性质，而被视为最有前景的新型奇迹材料之一。在能源危机日益严重的今天，科学研究人员广泛探讨了石墨烯在能源储存与转化领域的应用，如太阳能电池、锂离子电池、超级电容器和催化剂等。石墨烯的化学研究表明，对石墨烯的功能化可以调控其分子结构、电子能级和化学性质，从而实现石墨烯基材料的多元化应用。为此，利用共价键和非共价键来制备功能化石墨烯的策略就受到了广大科研工作者的广泛关注。在本论文中，我们利用简单有效的方法来制备功能化石墨烯基材料，并研究了它们在能源储存领域的应用。 1.三维的石墨烯基材料具有大的比表面积、高的孔隙率以及优越的物理化学性能，广泛应用于催化剂载体、药物传载、组织工程学、能源储存、传感器和执行器等领域。当前已报道的制备氧化石墨烯凝胶的方法是将亲水性的聚合物或者金属离子做为连接剂，利用氧化石墨烯片层与连接剂分子之间的氢键或者静电相互作用来诱导氧化石墨烯的自组装。然而，如何利用其它的方法来制备三维结构的氧化石墨烯凝胶，同时实现该三维材料孔结构和晶面间距的可控研究，在目前是一个颇具挑战的难题。经过深入的研究，我们发现，在室温下通过引入疏水性的二茂铁连接剂分子，利用它和氧化石墨烯之间的π-π超分子作用力，可以成功制备出三维氧化石墨烯凝胶。同时，该方法也为氧化石墨烯凝胶晶面间距和孔结构的调控提供了很好的思路。 2.氧化石墨烯通常是由化学氧化剥离石墨，在石墨烯片层上引入羧基、羟基和环氧基的办法而制备的。然而，由于这部分强亲水性含氧官能团的引入，使得氧化石墨烯与很多的有机溶剂不相溶，这就在很大程度上限定了石墨烯基材料在聚合物填充剂方面的应用。另一方面，也由于氧化石墨烯在液相还原过程中很容易发生不可逆的堆积和聚集，导致比表面积和孔隙率大大降低，严重影响了石墨烯在能源储存领域方面的应用。基于以上问题，在本论文中，我们发展了一种简单方便的一步水相合成法制备共价键功能化的氧化石墨烯，提高了它在有机溶剂中的溶解度。随后，我们发现引入的这部分官能团，在氧化石墨烯还原过程中，不但可以在一定程度上阻止石墨烯的聚集，而且也可以增强石墨烯在超级电容器应用方面的电化学性能。 3.传统的锂离子电池是以锂过渡金属氧化物或过渡金属磷酸盐做为正极，石墨类材料做为负极。由于这类材料的理论容量较低，正极（150-200mAh/g），负极（372mAh/g），所以传统锂离子电池的电荷储存能力就被限定在300mAh/g左右。为此，大量的研究工作都聚焦于探寻高容量的碳基材料做为新一代锂离子电池负极，如碳管、碳纤维、介孔碳以及相应的复合材料。石墨烯及其衍生物由于具有独特的电学性能、大的比表面积、良好的化学稳定性，被认为是潜在的锂离子电池负极材料。然而目前还没有非常简便的方法来合成高性能石墨烯基负极材料，尤其是寻找适合大规模连续工业化生产的方法，是一个亟待解决的难题。所以，我们发展了一种简单有效的合成路径来制备功能化的石墨烯材料，并研究了该材料在锂离子电池负极材料方面的应用。

关键词：石墨烯功能化制备应用超级电容器锂离子电池

基于噻吩并吲哚的有机太阳能电池给体材料的设计、合成及光伏性能研究

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基于噻吩并吲哚的有机太阳能电池给体材料的设计、合成及光伏性能...

作者：张信珍南京邮电大学

学位级别：硕士

有机太阳能电池由于具有成本低、柔性好、可实现大面积生产等优点而逐渐成为研究热点,有机太阳能电池给体材料对提高电池的效率起着至关重要的作用,因此研究高效率的给体材料意义重大。本文主要以本课题组的新型给体单元噻吩并吲哚(TI)... 详细信息

有机太阳能电池由于具有成本低、柔性好、可实现大面积生产等优点而逐渐成为研究热点,有机太阳能电池给体材料对提高电池的效率起着至关重要的作用,因此研究高效率的给体材料意义重大。本文主要以本课题组的新型给体单元噻吩并吲哚(TI)为中心骨架,合成了一些新型的D-A型共轭聚合物和A-D-A型小分子材料,并探讨了它们的紫外、电化学和光伏性能,各章的主要结果如下:针对本课题组的PTITBT聚合物具有很高的混乱度问题进行优化,将TI单元以不同方式进行自偶联,得到了对称性的给体部分,再与受体BT(苯并噻二唑)聚合,合成了聚合物P1、P2。紫外光谱显示P1、P2的吸收相对变宽并有略微的红移现象,同时P1、P2的HOMO能级相比PTITBT的-5.22 eV有所降低,分别为-5.46 eV和-5.41 eV,其中P1有着比PTITBT高的FF为62%,但器件效率并未提升,P1的器件效率相对P2高些为2.69%。为了拓宽PTITBT的紫外吸收和提高Voc,将PTITBT的烷基侧链换成烷氧基苯,与受体BT为聚合得到聚合物2D-PTITBT,从紫外可以看出2D-PTITBT的紫外吸收有所拓宽,但能隙不降反增,这就解释了2D-PTITBT的Jsc为何仅仅有3.21 m A/cm2。2D-PTITBT相比较PTITBT有较低的HOMO能级为-5.50 eV,但器件效率没有得到提高,仅为0.57%,其中Voc为0.43 V,FF为41%。将平面性和刚性较好的单元BDT(苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩)和本课题组的TI单元一起应用于小分子中,以3-乙基绕丹宁作为封端基团合成了A-D-A型小分子SM1、SM2,由于BDT和TI都是三元环化合物,因此SM1、SM2有很长的共轭链和很大的离域体系。紫外光谱显示在薄膜中SM1、SM2在300-700 nm有较宽的吸收,它们的HOMO能级分别为-5.25eV、-5.12 eV,能隙分别为1.55 eV、1.45 eV。SM1、SM2的器件应用还在进一步探索中。

关键词：有机太阳能电池给体材料 D-A型共轭聚合物 A-D-A型小分子 TI结构单元 BDT单元

可控制备低维功能化石墨烯基纳米材料及其性能研究

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可控制备低维功能化石墨烯基纳米材料及其性能研究

作者：范天举南京邮电大学

学位级别：硕士

石墨烯是具有单个碳原子厚度并属于sp2杂化的二维碳材料。最新研究表明:可以将二维的石墨烯制备得到零维的石墨烯量子点,一维的石墨烯纳米卷,以及二维的功能性复合石墨烯纳米薄膜,以及三维构簇的多孔石墨烯,从而实现石墨烯基材料的多元... 详细信息

石墨烯是具有单个碳原子厚度并属于sp2杂化的二维碳材料。最新研究表明:可以将二维的石墨烯制备得到零维的石墨烯量子点,一维的石墨烯纳米卷,以及二维的功能性复合石墨烯纳米薄膜,以及三维构簇的多孔石墨烯,从而实现石墨烯基材料的多元化应用。我们把维数小于二维的称为低维,如零维的石墨烯量子点和一维的石墨烯纳米卷。为此,在本论文主要以下面三个方向制备了低维的石墨烯基纳米材料。1.利用氧化切割法将氧化石墨烯剪切并还原得到石墨烯量子点,并研究了石墨烯量子点的相关的性质。2.通过石墨烯在液氮中冷却形成一维的石墨烯纳米卷并探讨其性质。其因形貌的改变增强了石墨烯的比表面积和比电容特性,作为制备超级电容电极材料应用在超级电容器件。3.制备了二维磺酸基石墨烯复合聚苯胺薄膜材料,通过还原氧化石墨烯,在石墨烯上接枝修饰引入磺酸基,并利用原位聚合制备磺酸基石墨烯掺杂聚苯胺。利用石墨烯表面引入磺酸基,而聚苯胺在酸性溶液中原位复合得到磺酸基石墨烯修饰的聚苯胺材料,通过二次掺杂,制备功能性的磺酸基石墨烯掺杂石墨烯薄膜。其具有高的导电性,比电容特性。以一种简单有效的方法来制备该种材料,并研究该材料在超级电容作为电极材料方面的应用价值。

关键词：石墨烯量子点石墨烯纳米卷石墨烯石墨烯/聚苯胺超电容

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多臂结构芴基蓝光材料的设计合成及性能研究

多臂结构芴基蓝光材料的设计合成及性能研究

作者：刘东南京邮电大学

学位级别：硕士

开发出具有优异性能的有机光电功能蓝光材料对于实现有机发光显示技术的全彩显示具有至关重要的作用,而该领域也是有机光电功能材料领域研究的热点和难点问题。目前蓝光材料还存在着色纯度低、光谱稳定性差、电致光谱寿命短等一系列问... 详细信息

开发出具有优异性能的有机光电功能蓝光材料对于实现有机发光显示技术的全彩显示具有至关重要的作用,而该领域也是有机光电功能材料领域研究的热点和难点问题。目前蓝光材料还存在着色纯度低、光谱稳定性差、电致光谱寿命短等一系列问题。解决这些问题可以通过制备结构新颖的发光材料、优化器件结构、提升器件制备水平等途径来解决。芴类蓝光材料由于具有刚性结构、能隙宽、易修饰、深蓝荧光发射等优点而受到广泛的研究。本论文主要通过在芴平面结构引入苯基团并将其引入以芘、三并茚为核心的结构中来调节材料的能隙、发光波长、热稳定性、光学稳定性等。本论文中制备了一系列的三臂、四臂、六臂结构的光电功能材料并通过NMR、MALDI-TOF-MS、紫外吸收光谱（UV-vis）、荧光光谱（PL）、电化学（CV）、热重（TGA）、差示扫描量热（DSC）、凝胶渗透色谱（GPC）等表征手段全面研究材料的化学结构、光学、热力学等方面的性能,同时制备了以[ITO/PEDOT:PSS（AI4083,200A）/发光层/CsF（20A）/铝]为结构的有机发光二极管器件得到了以T2为发光层的单层器件的最大亮度超过2265cd·m-2和最大电流效率1.59cd·A-1的器件结果。进一步研究了这些芴基星射状材料的结构与性能之间的关系。研究表明本论文合成的系列星射状材料具有良好的溶解性和成膜能力和热力学稳定性。以T1,T2为发光层材料制备的器件比线性聚合物具有更高的器件寿命。六臂结构材料Cr6-1具有410nm的深蓝发射色坐标为（0.16,0.08）,并且在溶液和薄膜状态下均显示深蓝色荧光发射,是一类良好的深蓝光发射材料。

关键词：星射型材料大分子蓝光电致发光

基于水溶性共轭聚合物/DNA超分子体系的生物传感及其光学逻辑门构建

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基于水溶性共轭聚合物/DNA超分子体系的生物传感及其光学逻辑门构...

作者：李娟南京邮电大学

学位级别：硕士

本论文以水溶性共轭聚合物/DNA超分子体系为研究平台,设计了一种新颖独特的i-motif结构检测方法,并且研究了此超分子体系中各种物质间的相互作用规律,基于此规律设计了一系列复杂的逻辑系统。由于荧光染料分子噻唑橙(TO)可分别与单链富... 详细信息

本论文以水溶性共轭聚合物/DNA超分子体系为研究平台,设计了一种新颖独特的i-motif结构检测方法,并且研究了此超分子体系中各种物质间的相互作用规律,基于此规律设计了一系列复杂的逻辑系统。由于荧光染料分子噻唑橙(TO)可分别与单链富G-DNA以及双链DNA相互结合,阳离子型的水溶性共轭聚合物在静电吸引作用下与DNA分子结合,不同的DNA结构与TO和阳离子型水溶性共轭聚合物的结合特性也不同,利用此原理,设计了通过简单比较聚合物与TO间荧光共振能量转移效率确定富C链i-motif结构转变的方法,此方法具有角度独特巧妙,精确简洁,检测即时等优点,并且具有重大医学意义。本文还研究了DNA分子与不同荧光染料的相互作用关系,且设计了相应的逻辑门。Hg可使全T链的DNA形成特殊的T- Hg-T结构,利用此结构与TO和溴化乙锭(EB)之间的荧光能量转移关系设计了AND+INH逻辑门。富G富C的DNA分子与TO和EB之间也存在特殊而有趣的相互作用,可以构建出INH和NOR逻辑门。最后,构建了基于水溶性共轭聚合物/DNA/荧光染料分子超分子体系的动态可循环多重逻辑门。该系统通过调节体系pH值循环运转,使富G富C的DNA在三种结构状态之间往复循环,进而改变水溶性共轭聚合物、TO、EB之间的多重荧光共振能量转移的进行,得到两种不同的INH逻辑门,以及一种NINH逻辑门。此系统具有无需标记,操作简洁,信号稳定等优势。

关键词：水溶性共轭聚合物 DNA 生物传感逻辑门荧光共振能量转移

四氢-α-咔啉类钩吻并环生物碱的设计和制备研究

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四氢-α-咔啉类钩吻并环生物碱的设计和制备研究

作者：李果成都中医药大学

学位级别：硕士

目的:钩吻在临床上的使用较多,目前已有报道的有抗肿瘤作用,扩瞳作用,免疫调节作用,抗炎镇痛作用,对心血管保护作用和造血保护作用等。钩吻中含有大量的生物碱(alkaloids),其大多属于吲哚骨架衍生的不同生物碱。且长期以来,含有吲哚和... 详细信息

目的:钩吻在临床上的使用较多,目前已有报道的有抗肿瘤作用,扩瞳作用,免疫调节作用,抗炎镇痛作用,对心血管保护作用和造血保护作用等。钩吻中含有大量的生物碱(alkaloids),其大多属于吲哚骨架衍生的不同生物碱。且长期以来,含有吲哚和四氢吡啶部分的四氢咔啉骨架被认为是一系列天然产物和生物活性药物先导化合物中的一种特殊的多环骨架。例如,(-)-perophoramidine和(-)-communesin F都是复杂的含有吲哚生物碱的四氢咔啉,具有显著的细胞毒性。NITD609是一种四氢咔啉的螺氧吲哚衍生物,具有强大的抗疟原虫活性,目前正在进行抗疟疾的II期临床试验。因此,探索用于构建高度取代的钩吻吲哚生物碱类似物的有效催化方法是非常有必要的。方法:以手性DMAP为不对称催化剂,不同取代的吲哚-2-亚胺和硝基烯丙基乙酸酯为底物,甲苯做溶剂,0℃条件下,通过[3+3]环化反应顺利构建一系列新型四氢-α-咔啉衍生物。通过核磁,质谱,液相以及单晶衍射等方法确定化合物结构和纯度。结果:利用不同取代的吲哚-2-亚胺1和硝基烯丙基乙酸酯2作为起始原料,在温和的实验条件下,成功实现了高度官能化的四氢-α-咔啉衍生物3的构建。最终我们成功合成了29个收率为70%-98%的全新含有不同取代的四氢-α-咔啉衍生物。随后,我们研究了更为复杂的四氢-α-咔啉类衍生物的构建,以验证[3+3]环加成产物的合成潜力。因此我们选择了具有代表性的环加成化合物3a作为该部分反应的底物。经过还原反应,成功得到了收率为85%的衍生物4和收率为70%的衍生物5。

关键词： [3+3]环化吲哚-2-亚胺四氢咔啉吲哚并环衍生物

吲哚生物碱成分吴茱萸碱改善急性肺损伤的作用机制研究以及螺环氧化吲哚先导物的构建

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吲哚生物碱成分吴茱萸碱改善急性肺损伤的作用机制研究以及螺环氧...

作者：叶翠成都中医药大学

学位级别：硕士

目的:急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是一类十分严重的全身性炎症综合征,目前缺乏有效治疗药物。吴茱萸碱是一类具有显著抗炎活性的吲哚类生物碱,对ALI具有改善作用,但是其作用机制的研究还比较有限。本研究利用转录组筛选和生物信... 详细信息

目的:急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)是一类十分严重的全身性炎症综合征,目前缺乏有效治疗药物。吴茱萸碱是一类具有显著抗炎活性的吲哚类生物碱,对ALI具有改善作用,但是其作用机制的研究还比较有限。本研究利用转录组筛选和生物信息学分析方法,发现Apelin可能是吴茱萸碱抗炎的一个关键作用分子。因此我们以此为切入点,通过体内外药理学实验对吴茱萸碱改善ALI的机制进行研究,为开发ALI治疗药物提供新思路。此外,借助药物设计的思路对吲哚类药效成分骨架进行多样性合成,对新药研发具有重要的研究价值。本研究根据药物化学中的拼合原理,将螺环氧化吲哚与芝麻酚通过[4+2]串联环化进行结合,构建一类螺环氧化吲哚类生物碱类似物,为先导化合物提供化合物源。方法:1.体外以RAW264.7细胞为研究对象,首先采用MTT法检测吴茱萸碱对RAW264.7细胞的细胞毒性,然后以LPS+Nigericin建立炎症模型,采用Annexin V-FITC/PI双染流式和LDH法检测吴茱萸碱对LPS+Nigericin诱导的细胞凋亡的影响;采用转录组测序(RNA-seq)筛选出不同干预条件下RAW264.7细胞的差异表达基因(DEGs),然后采用聚类分析、GO、KEGG和GSEA富集分析等生物信息学分析法,研究吴茱萸碱在LPS+Nigericin刺激下发挥抗炎作用可能调控的分子和信号通路;采用Real-time PCR和Western-blotting验证吴茱萸碱对RNA-seq发现的关键因子以及相关细胞因子的影响并通过ELISA检测法研究外源性Apelin-13对相关细胞因子的影响。体内以LPS构建ALI小鼠模型,采用ELISA法观察吴茱萸碱对小鼠肺灌洗液中细胞因子的影响;采用H&E和Masson’s染色观察吴茱萸碱对LPS诱导的肺组织损伤的作用,并通过免疫组化评估吴茱萸碱对肺组织中相关因子表达水平的影响。2.选用具有生物活性的靛红与芝麻酚为起始原料,通过Aldol反应形成中间体。中间体与2-乙炔基苯酚通过双金属催化进行[4+2]串联环化,构建一类螺环氧化吲哚类生物碱类似物,用NMR、HRMS等方法确定结构。结果:1.(1)通过MTT法、LDH法和双染流式细胞术检测发现,吴茱萸碱对RAW264.7细胞表现出低毒性,并且吴茱萸碱明显抑制LPS+Nigericin导致的细胞凋亡。(2)通过RNA-seq和生物信息学分析发现,吴茱萸碱能改变LPS+Nigericin刺激前后细胞中DEGs表达模式,对Apelin信号传导途径有调控作用;RNA-seq显示,炎症刺激后吴茱萸碱处理能明显上调Apelin的表达,逆转多种细胞因子的表达。(3)Real-time PCR和Western-blotting证实吴茱萸碱能明显上调Apelin的表达,抑制炎症刺激下IL-6和CCL17的表达;外源性Apelin-13能抑制IL-6和CCL17的释放,逆转EGF浓度的下降。(4)在LPS诱导的ALI小鼠模型中,吴茱萸碱处理能促进肺部Apelin的分泌,部分逆转IL-6和CCL17的增加;改善LPS诱导的肺组织损伤和纤维化程度;上调肺组织中Apelin的表达,部分逆转IL-6、CCL17和Col IV表达水平的上升。2.通过[4+2]串联环化构建出一种吡喃螺环氧化吲哚骨架,收率达到95.26%,并进行了底物普适性考察。发现该反应普适性差,目前只得到4个收率低的扩展化合物。结论:1.在体外,吴茱萸碱可通过浓度依赖性的抑制细胞凋亡、抑制炎性细胞因子释放和激活Apelin途径,保护RAW264.7细胞免受LPS+Nigericin诱导的炎症损害。此外,还发现Apelin-13能抑制IL-6、CCL17的释放,上调EGF对肺损伤发挥保护作用,这说明吴茱萸碱可通过调控Apelin发挥抗炎作用。在体内,吴茱萸碱可通过上调Apelin抑制细胞因子和促纤维化因子的表达,改善肺组织的炎症损伤和纤维化,这与体外研究结果一致。它能够通过激活Apelin途径来改善LPS诱导的肺部炎症和纤维化,对ALI发挥保护作用。2.该反应能成功合成目标产物,但是反应普适性差,不利于进行化合物扩展。反应路线的设计还是面临着许多挑战,电子效应和位阻效应对合成效果的影响是后续实验设计改进的重点。

关键词： ALI 吴茱萸碱 Apelin 抗炎螺环氧化吲哚

志愿服务经历能增强大一学生的信任吗？ ——基于湖南省高校大学生发展问卷调查数据

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志愿服务经历能增强大一学生的信任吗？ ——基于湖南省高校大学...

作者：胡平平长沙理工大学

学位级别：硕士

摘要:当前,我国正处于重要的社会转型时期,高等教育实现大众化后,我国高校也将处于关键的转型期,同时,大一学生也处在人生成长重要的转折期,大一学生对他人及社会是否信任直接影响到其在大二转折时期的学习适应性。而高等教育在发展过... 详细信息

摘要:当前,我国正处于重要的社会转型时期,高等教育实现大众化后,我国高校也将处于关键的转型期,同时,大一学生也处在人生成长重要的转折期,大一学生对他人及社会是否信任直接影响到其在大二转折时期的学习适应性。而高等教育在发展过程中有许多价值理念出现了问题,引起了社会各界人士的不满和责难,社会、家长与学生甚至产生了“大学精神消失了”的质疑。大学生拥有的友好的人际关系、崇高的价值理念,都与大学生信任紧密相连,也是大学精神回归的具体表现。研究发现,鼓励大学生参加志愿服务,有助于增强大学生志愿者对社会与他人的信任。为了更深入地探讨大学生志愿服务经历与信任之间的相关关系,本研究基于湖南省9所高校2763位大学生问卷调查的微观数据,运用计量工具Stata14.0对数据进行处理与运算,采用OLS回归模型的统计学方法,对大一学生的志愿服务经历、人际信任与社会信任特征进行比较分析,进一步研究志愿服务经历与大一学生的信任之间的相关关系,并得出以下研究结论:(1)大一学生志愿者与非大一学生志愿者相比较,在某些个人特征及家庭特征上存在着显著差异。如:有志愿服务经历的大一学生更有可能为贫困生、更有可能获得奖学金或经济资助、其父母更不可能是失业人员等;(2)根据描述性分析结果,我们可以得出志愿服务经历与大学生信任(包括人际信任与社会信任)呈显著的正向相关关系;(3)不同的志愿服务经历对大学生信任具有不同的影响。这主要是因为不同的志愿服务类型对大一学生信任的影响bu 同,而且不同的志愿服务动机对大一学生信任的影响也不相同。

关键词：志愿服务经历大学生信任 OLS回归模型实证研究

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酰亚胺衍生物的设计合成与光电性能研究

酰亚胺衍生物的设计合成与光电性能研究

作者：薛轶博南京邮电大学

学位级别：硕士

近十年,聚合物太阳能电池(Polymer Solar Cells,PSCs)因为低成本、重量轻、良好的可加工性和可用于大面积器件制备等而受到广泛关注。聚合物材料在PSCs活性层的电子给体和电子受体两个方面都有广泛的应用,以聚合物/PCBM为活性层的体系... 详细信息

近十年,聚合物太阳能电池(Polymer Solar Cells,PSCs)因为低成本、重量轻、良好的可加工性和可用于大面积器件制备等而受到广泛关注。聚合物材料在PSCs活性层的电子给体和电子受体两个方面都有广泛的应用,以聚合物/PCBM为活性层的体系率先突破了光电转换效率10%这一工业化瓶颈。PSCs中聚合物活性层材料的修饰、改良是发展PSCs重要的方向,另一方面,活性层材料的商业应用同时受制于繁琐的合成步骤,可用于更简便合成方法合成的聚合物活性层材料是拓展其工业应用的重要前提。芳香族酰亚胺材料作为一种具有缺电子性的基团,可用于D-A结构的构建,同时具有较好平面结构与分子堆积结构,被广泛应用在有PSCs中聚合物活性层材料的设计与合成方面。针对构筑PSCs的缺电子组分方面,合成了一种可以通过简单过程合成的二噻吩并苯二酰亚胺(DTI)分子,首先研究了二噻吩并苯二酰亚胺分子使用直接C-H键活化与不同类型基团偶联的活性,筛选出6种适合于DTI分子直接C-H键活化偶联的分子,并且有着非常宽的光致发光光谱范围、可调节的能级结构和能隙。这证明了DTI分子适合应用在直接C-H键活化合成DTI衍生物,同时这些小分子还具有高度可调节的光电性能;并且相对于Suzuki合成的DTI2Mes,使用C-H活化合成的DTI2Mes有着对称的结构,表明C-H活化合成DTI衍生物的路线具有较高的选择性的特点。然后使用DTI与其他双溴取代单体使用直接C-H键活化合成聚合物,得到的五种有着适当的平均分子量和分子量分布的聚合物,同时具有较少的支化缺陷。利用PDTIBDT独特的类螺旋状构象,少量掺入PDBD-T/ITIC体系中,优化了活性层相分离,减小了激子复合,提升了短路电流:利用PDTIBDT能级较深的优点,深化电子给体组分的HOMO能级,提高了开路电压。后面介绍一种使用寡聚乙二醇(OEG)对NDI单体进行侧链改性,与苯并二噻吩聚合合成两亲性聚合物的路线,利用寡聚乙二醇(OEG)侧链的亲水性和柔顺性更好的特点,非常好的调节了活性层相分离尺度,短路电流从2.14 mA/cm提高到7.16 mA/cm,能量转换效率从0.56%提升到2.7%。另外,利用不同氧原子数目的寡聚乙二醇(OEG)对NDI单体进行侧链改性,基于N2200体系,与双噻吩聚合合成两亲性聚合物。探究了不同氧原子数目的影响,三个氧原子OEG的改性聚合物更好的调节相分离,并且OEG侧链分子的引入对于聚合物的吸收光谱和能级排列影响不大,所以可以不用改变活性层电子给受体的匹配,只需要调节混合膜的形貌就可以达到提高转换效率的目的。

关键词：聚合物太阳能电池寡聚乙二醇两亲性直接C-H键活化二噻吩并苯二酰亚胺

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新型有机光电材料激发态演变及发光机制研究

新型有机光电材料激发态演变及发光机制研究

作者：王霜南京邮电大学

学位级别：硕士

有机发光材料具有成本低、结构易修饰等优点,设计开发这类新型高性能材料引起人们极大的兴趣。随着计算机技术的发展,量子化学已成为一种解释分子激子行为、预测材料光电性能的有效方法。本文采用量子化学手段,基于密度泛函理论(DFT)和... 详细信息

有机发光材料具有成本低、结构易修饰等优点,设计开发这类新型高性能材料引起人们极大的兴趣。随着计算机技术的发展,量子化学已成为一种解释分子激子行为、预测材料光电性能的有效方法。本文采用量子化学手段,基于密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TDDFT),对新型有机光电材料的激发态的演变过程及发光机制进行了系统的理论研究,阐明有机分子的结构与其光电性能之间的关系,为设计高性能有机发光材料提供了理论指导,主要研究内容如下:(1)卡宾-金属-氨基配合物(CMA)是一类高效的电荷转移型发光材料,其同时具有小的ΔE及大的荧光振子强度,在电致条件下表现出极高的量子效率。然而,目前更高效的CMA型材料仍比较匮乏,因此本文将CMA1咔唑上的C-H键替换成N原子,设计了4个新分子,并对它们的基态与激发态性质进行理论模拟,包括几何构型、前线分子轨道、辐射与非辐射速率等,最终发现设计得到的两个分子β-N和2β-N的T到S态的反系间窜越速率比CMA1的大,可以更高效地利用三线态激子,且具有更快的荧光辐射速率,是潜在的高效发光分子。这一工作为设计CMA型发光分子提供了新思路。(2)针对稳定高效发光自由基种类较少、结构-性质关系尚不清楚、发光机制还不明确等问题,以三(2,4,6-三氯苯基)甲基(TTM)类自由基为例展开了研究。通过将TTM与不同取代基相连,设计了一系列新的稳定自由基分子,并对它们的光物理性质进行理论计算。研究发现,自由基的跃迁偶极矩主要来源于取代基片段,当自由基分子的取代基与TTM片段之间平面性较好时,分子具有较大的跃迁偶极矩;此外,设计得到的两个分子TTM-3PPy ID和TTM-3NPy ID具有较大的荧光辐射速率,是潜在的高效自由基发光分子。(3)针对纯有机长余辉材料余辉机制还不清楚的问题,本文以目前报道的分子量最小的余辉分子—氰基苯分子为例,对它们进行了理论计算,包括几何构型、电子特性、吸收和发射光谱性质、自旋轨道耦合及静电势分布等,并将计算结果与实验值对比,发现CN的引入不仅增强了系间窜越,还有助于形成分子间π-π堆积,稳定了三线态激子,并最终实现有机长余辉发光。

关键词：有机光电材料自旋轨道耦合分子设计理论计算激发态