气相沉积法制备均苯四甲酸二酰亚胺纳米材料及传感应用

以均苯四甲酸二酰亚胺(PMD)为原料,采用真空气相沉积法制得PMD纳米自组装材料,由此建立了测定三硝基甲烷的荧光化学传感新方法。采用真空气相沉积法自组装PMD纳米材料,并用扫描电镜、透射电镜、红外光谱、紫外光谱、差热分析及荧光光谱对材料进行了表征。扫描电镜图像显示,PMD纳米材料呈带状网络结构,长度为30~100!m;TEM图像表明,PMD纳米带宽度为100~300 nm,其中纳米线直径为120~220nm。在PMD分子自组装过程中,分子间氢键、π-π等弱相互作用是构筑纳米结构的主要驱动力。一些较低沸点有机分子蒸汽对PMD纳米材料的荧光(λex/λem=377 nm/495 nm)有猝灭作用,尤其是PMD纳米材料对三硝基甲烷有灵敏的响应。测定三硝基甲烷的线性范围为2.19×10-5~1.37×10-4mol/L,R2=0.995,检出限为1.02×10-6mol/L。

尿素-氯化胆碱低共熔溶剂中均苯四甲酸二酰亚胺的清洁合成

研究了尿素-氯化胆碱DES中由均苯四甲酸二酐制取均苯四甲酸二酰亚胺工艺,考察了反应时间、反应温度及DES与均苯四甲酸二酐PMDA比例对产物收率的影响,通过响应面实验和Design-Expert中岭回归分析对反应条件进行了优化,得出最佳反应温度为130℃、反应时间4 h、DES与均苯四甲酸二酐质量比8.1:1,最终产物收率可达93.0%。采用红外光谱、紫外-可见光光谱仪、熔点仪、XRD对合成产物进行了表征,证明产品为均苯四甲酸二酰亚胺。基于尿素-氯化胆碱低共熔溶剂分解动力学,提出了简单的反应机理。尿素-氯化胆碱DES可起到溶剂、原料兼催化剂三重作用,且可重复使用,实现了均苯四甲酸二酰亚胺的绿色合成。

含均苯四甲酸二酰亚胺受体单元的共轭高分子的合成及其在有机太阳能电池上的应用

通过Stille反应合成了一系列含有均苯四甲酸二酰亚胺受体单元的共轭聚合物P1～P7.该系列聚合物在常见有机溶剂中溶解性良好,在370～600 nm范围内有较强吸收.通过循环伏安法测量其LUMO能级范围在-3.66～-3.90 eV之间,HOMO能级在-5.25～-6.17 eV之间,在同类分子中接近最低值.通过改变主链中噻吩单元的数量和给电子单元,可以调节分子的能隙,使其电化学能隙在2.45～1.55 eV范围内变化.将含均苯四甲酸二酰亚胺受体单元的P1～P7应用于有机太阳能电池中,作为给体材料与PC61BM共混制成本体异质结聚合物电池,器件开路电压普遍较高.其中基于均苯四甲酸二酰亚胺与二噻吩并噻咯的聚合物P7的器件,在AM 1.5 G,86 mW/cm2光照条件下,开路电压为0.72 V,短路电流为1.22 mA/cm2,能量转换效率为0.27%.

均苯四甲酸二酰亚胺拓展柱[6]芳烃与羧酸盐客体分子的络合性能研究

描述了均苯四甲酸二酰亚胺拓展柱[6]芳烃主体与羧酸盐客体分子在溶液中的络合性质,表明缺电子的主体分子与富电子的羧酸盐客体分子,通过分子间的弱相互作用力能够形成1∶2的超分子络合物.此外,主客体络合物的形成与解离具有酸碱的环境响应性,并且该过程也可通过肉眼进行观察.

新型丁二炔-二酰胺大环化合物的合成及与TTF和DNP在溶液中的络合行为

由三甘醇和四甘醇出发,经炔丙基烷基化、Mitsunobu反应和Eglinton偶联反应3步合成了2个含均苯四甲酸二酰亚胺结构单元以及丁二炔结构单元的大环化合物,关环产率分别为81%和85%.大环化合物及中间体的化学结构经核磁共振氢谱、碳谱、低分辨质谱、高分辨质谱或元素分析等确认.通过氘代丙酮中1HNMR实验以及氯仿中紫外滴定实验研究了这类大环化合物与客体分子四硫富瓦烯(TTF)和1,5-二甲氧基萘(DNP)在溶液中的相互作用,结果发现,大环化合物的核磁化学位移及紫外光谱均发生变化.通过得到的主-客体间的络合常数可知,此类新型大环化合物与TTF和DNP之间有一定的络合作用.