基于咔唑的有机光电材料的设计、合成及性能刍议
咔唑类化合物的应用研究
咔唑类化合物的应用研究*摘要:咔唑(又名苯并吡咯),自然界中存在于高温焦油馏分中。
咔唑是一类含有富电子的含氮杂环化合物,具有大的π-共轭刚性平面结构,这种独特的结构使其及衍生物表现出了许多优异的光电性能和生物活性。
咔唑类化合物作为精细化学品的重要中间体,可在许多领域都有十分广泛的应用。
随着科技的发展,咔唑的用途正逐渐被开发出来。
本文综述了咔唑及其衍生物在光电材料、染(颜)料、医药、农药和合成树脂等领域的最新应用进展。
关键词:咔唑光电材料医药Study On Application of Carbazole CompoundsTANG Xinghua, CHEN Kexin, HUANG Xinyi, LI Xing(School of Environmental and Chemical Engineering, Nanchang Hangkong University,Nanchang 330063,China)Abstract: Carbazole (named benzopyrrole), exists in high temperature coal tar in nature. Carbazole is an important type of nitrogen-containing aromatic heterocyclic compounds, possess desirable electronic, as well as large π-conjugated system. These special structures of carbazole compounds endow their distinct various functions, photoelectric properties and biological activities. As an important fine chemical intermediates, carbazole compounds could be widely applied in many fields. With the development of science and technology, the application of carbazole has been gradually developed. This paper systematically reviews carbazole and its derivation have been applied in the fields of photoelectric material, dye , medication, pesticide and synthetic resin and so on.Keywords: carbazole, photoelectric material, medication0 引言咔唑(如图1)主要存在于煤焦油中,高温煤焦油内约含咔唑1.5%。
咔唑基聚合物太阳能电池材料的研究进展
4
• 经实验证实,这一电子转移过程要比光荧光辐射跃迁要快3~4个数量级。这样 光生电荷的发光复合就可以被有效地阻止,从而使电荷的分离效率大幅提高。
5
2006年PCz
• 2006年,Li等合成得到了一种新的聚咔唑衍生物(PCz,图1-1),以苝四羧酸 二酰亚胺(PDI,图1-2)为受体基元,在太阳光谱激发下得到0.6%的光电转 化效率。
26
创新点
• 1)咔唑基-无机纳米晶作为电子受体材料,而不是只有咔唑基衍生物作为电 子给体材料的部分
• 2)对PCDTBT/PCBM聚合物太阳能电池性能进行了部分影响因素的比较
27
参考文献
• 参考文献: • [1]黎立桂,鲁广昊,杨小牛,周恩乐. 聚合物太阳能电池研究进展[J]. 科学通
报,2006,21:2457-2468. • [2]苏雪花,夏德强,王守伟. 咔唑基窄带隙共轭聚合物太阳能电池材料的研究进
25
5.结语
• 咔唑基共轭聚合物具有较窄带隙,可以最大限度地吸收光子、产生激子,确 保较大的光电流。提高了材料的性能,使聚合物电池有一定的光电转化效率, 仍然需要继续提高材料的性能以投入应用;
• 以咔唑衍生物-无机纳米晶为电子受体的太阳能电池光电转化效率很低,但是 研究时间不长,同样具有良好的发展前景。
21
• Wang等报道了使用CdSe-聚咔唑(CdSe-PVK)纳米复合材料 为电子受体,并与羟基包覆的CdSe纳米晶体(CdSe-OH)相 比较。二者都以P3HT为电子给体材料,分别组成以 P3HT/CdSe-OH体系和P3HT/CdSe-PVK体系为基础的聚合 物太阳能电池,光电转化效率为0.02% vs. 0.001%。AFM图 像显示,P3HT 与CdSe-PVK之间在活性层上更平滑、均匀 的膜形态导致设备效率更高。
一种基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料及其制备方法
专利名称:一种基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料及其制备方法和应用
专利类型:发明专利
发明人:苏仕健,蔡成松,李彬彬
申请号:CN201910088447.1
申请日:20190129
公开号:CN109627233A
公开日:
20190416
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于咔唑衍生物取代的氮杂环分子的有机光电材料,以含氮杂环作为受体单元,在不同的位置连接不同种类的咔唑衍生物基团,获得不同分子结构的发光分子,在苯环与给体的连接处引入烷基或烷氧基。
本发明还公开了上述有机光电材料的制备方法和应用。
本发明的材料分子量确定,结构单一,且具有较高的分解温度和较强的电化学稳定性,同时能够保证材料具备足够高的T能级,这对于有机发光二极管这种电驱动的器件在高亮度情况下发光性能的稳定是非常有益的,可以在有机发光二极管器件中得到有效应用。
申请人:华南理工大学
地址:510640 广东省广州市天河区五山路381号
国籍:CN
代理机构:广州市华学知识产权代理有限公司
代理人:李斌
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两种新型咔唑衍生物的合成及其光电性能
( 昌大学 理学 院 化学 系 , 南 江西 南 昌 30 3 ) 3 0 1 摘要 :以咔唑 、 三苯基 氯硅烷及 2溴芴为原料 , 甲基 化 、 一 经 硼酸化 、 l n Ul n偶联 、uu i ma S zk 偶联 等反应 合成 了两种 新 型咔唑衍生 物— _36 - 9 9二 甲基— 2芴基 )9苯基_ 咔唑 ( a 和 3 6二 [ 4三苯硅基 ) ,- -( ,- 9 一 -一 9 1) ,. ( . 苯基 ]9苯 -. 基 一 咔唑( b , 9 H- 1 ) 其结构 经 MR和元素分析表征 。用 u . i, 光光谱和循环伏 安曲线研究 了 1 HN V Vs荧 a和 1 b的
c a a trz d b H h r ce e y i NMR nd e e n a n y i .Th pte e to i r p ri so n b r n a l me t a a ss l l e o o lcr n c p o e te fla a d l we ei . v si ae y UV— s s e ta,fu r s e c miso p cr d c c i o tmmer . e tg t d b Vi p cr l o e c n e e s in s e ta a y lc v la n ty Ke wo d y r s:c r a o e;o g n c slc n;S z ic u i g;s n he i ;o o lc r n c p o ry ab zl r a i iio u uk o pl n y t ss pte e to i r pet
h o g ty a i t r u h meh lt n,Ul n a t n, o c a ii c t n a d S z k o p i g r a t n u i gc r a — o l ma n r ci e o b r cd f a o n u u i u l e ci s a b z i i i c n o n o e r h n lil c l r e a d 2 b o - H- u r n s t e s r n t r l . T e s u t r s wee l ,t p e y sy h o d n - r mo 9 f o e e a t t g mae a s i i l h a i i h t cu e r r
咔唑类小分子发光材料的制备及其发光性能研究
咔唑类小分子发光材料的制备及其发光性能研究咔唑类小分子发光材料的制备及其发光性能研究近年来,随着人们对光电子材料需求的增加,越来越多的研究者开始关注发光材料的制备和应用。
咔唑类小分子作为一种重要的有机发光材料,具有较高的发光效率和较好的光稳定性。
因此,研究咔唑类小分子的制备方法以及其发光性能对于光电子领域的发展具有重要的意义。
咔唑类小分子的制备通常有化学合成和物理方法两种。
化学合成方法主要是通过化学反应在合适的条件下合成目标化合物。
常用的化学合成方法包括咔唑的环合反应、缩合反应等。
例如,通过芳香胺与酮类化合物的缩合反应,可以合成咔唑类小分子。
物理方法主要是通过物理手段将咔唑类化合物制备成薄膜材料。
这种方法常用的有真空蒸发法、溶液法以及旋涂法等。
其中,溶液法是较为简便且易于操作的方法,能够制备具有较好发光性能的咔唑类小分子材料。
制备咔唑类小分子材料后,需要对其发光性能进行研究。
发光性能的研究主要包括发光机理、光谱性质以及稳定性等方面。
发光机理是研究发光材料发光的基本原理,对于探索材料的发光性能起到了基础性的作用。
咔唑类小分子发光通常是通过吸收能量激发到激发态,然后在退激态的过程中发出光子,实现能量的转化。
光谱性质的研究主要是通过紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱来研究材料的吸收和发射特性。
咔唑类小分子通常在紫外光区域吸收,然后在蓝光到绿光区域发射,具有较宽的光谱范围。
稳定性的研究是通过长时间观察材料的发光性能来评估其在实际应用中的稳定性。
咔唑类小分子具有较高的光稳定性,因此在光电子器件中有着广阔的应用前景。
除了制备和发光性能的研究外,利用咔唑类小分子制备发光器件也是当前研究的一个热点。
咔唑类小分子具有较高的发光效率和较好的电子传输特性,因此可以制备出高效率的有机发光二极管(OLED)和有机光伏等器件。
例如,利用咔唑类小分子作为发光层材料,在OLED中可以实现高亮度和高色纯度的发光效果。
此外,咔唑类小分子还可以应用于化学传感器、生物成像等领域,具有重要的应用价值。
基于咔唑功能基团的光催化co2转化
基于咔唑功能基团的光催化CO2转化一、背景介绍随着全球温室气体排放不断增加,气候变化成为了全球性的问题。
其中二氧化碳(CO2)的排放是温室气体排放的主要成因之一。
寻找有效的CO2转化技术成为了当今世界范围内的研究热点。
二、CO2的光催化转化1. CO2的来源和危害CO2是一种无色、无臭的气体,是地球大气中的主要成分之一。
然而,CO2的过量排放会导致全球气候变暖、海平面上升以及生态系统的破坏。
2. 光催化转化的意义光催化CO2转化技术利用可见光、紫外光或者红外光等光能作为能源,通过催化剂促进CO2的转化反应,将CO2转化为有机化合物或者其他高附加值化学品。
相比传统的热催化转化技术,光催化具有能源高效、反应温和、选择性好等优点。
三、咔唑功能基团在光催化CO2转化中的应用1. 咔唑功能基团的特点咔唑是一种含氮的六元环芳香化合物,其具有富电子性、亲核性强、易于修饰等特点,这些特点使得咔唑及其衍生物成为了光催化CO2转化的理想功能基团。
2. 基于咔唑功能基团的光催化CO2还原通过引入含咔唑功能基团的催化剂,可以实现CO2的光催化还原反应,将CO2转化为一氧化碳、甲醛、甲烷等有机化合物,从而有效减少CO2的排放。
3. 基于咔唑功能基团的光催化CO2羧化咔唑及其衍生物本身具有亲电性,可以作为羰基化合物的良好底物。
基于咔唑功能基团的催化剂可以实现CO2的光催化羧化反应,将CO2转化为羧酸、酯类化合物。
四、咔唑功能基团的改性及其对光催化CO2转化的影响1. 咔唑功能基团的改性方法目前,常用的咔唑功能基团改性方法主要包括取代基引入、环结构调整以及杂环化学反应等,这些方法可以有效地改善咔唑功能基团的电子亲合性和催化活性。
2. 改性对光催化CO2转化的影响通过不同的改性方法,可以改善咔唑功能基团的催化活性、稳定性和选择性,从而提高CO2的光催化转化效率和产物选择性。
改性还可以拓展咔唑功能基团在光催化CO2转化中的应用领域,为该领域的研究与应用提供新的思路和方法。
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》范文
《多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究》篇一一、引言咔唑和吡唑类含氮杂环化合物是一类重要的有机化合物,因其独特的电子结构和物理化学性质,在材料科学、医药、农药等领域具有广泛的应用。
近年来,随着科学技术的不断进步,对多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成研究日益深入,已成为化学领域研究的热点之一。
本文将重点探讨多取代咔唑及吡唑类含氮杂环的合成方法及其应用前景。
二、多取代咔唑的合成研究1. 合成方法多取代咔唑的合成主要采用环化反应,通过将相应的胺类化合物进行环化反应得到。
其中,常用的合成方法包括:芳基胺的环化法、芳基酮的环化法等。
这些方法在反应条件、产物纯度、产率等方面各有优劣,需要根据具体实验条件进行选择。
2. 实验过程以芳基胺的环化法为例,首先将芳基胺进行硝化反应,生成相应的硝基化合物。
然后,在一定的温度和压力下,通过催化加氢还原得到相应的胺基化合物。
接着,在合适的溶剂中加入催化剂,将胺基化合物进行环化反应,最终得到多取代咔唑。
3. 产物表征多取代咔唑的表征主要包括对其化学结构、物理性质等方面的检测和分析。
常用的检测方法包括红外光谱、核磁共振等。
这些方法可以有效地确定产物的化学结构和纯度,为后续应用提供可靠的数据支持。
三、吡唑类含氮杂环的合成研究1. 合成方法吡唑类含氮杂环的合成主要通过亚胺与炔烃的亲核加成反应实现。
在反应过程中,需要加入适当的催化剂和溶剂,以促进反应的进行和产物的生成。
常用的合成方法包括溶剂热法、微波辅助法等。
2. 实验过程以溶剂热法为例,首先将亚胺和炔烃混合均匀,加入适量的溶剂和催化剂。
然后,在一定的温度和压力下进行反应,生成吡唑类含氮杂环。
在反应过程中,需要严格控制反应条件,以保证产物的纯度和产率。
3. 产物表征吡唑类含氮杂环的表征同样包括对其化学结构、物理性质等方面的检测和分析。
与多取代咔唑类似,常用的检测方法包括红外光谱、核磁共振等。
此外,还可以通过元素分析等方法对产物进行更深入的研究和分析。
新型以咔唑为主链的能量转移型发光聚合物
新型以咔唑为主链的能量转移型发光聚合物1 能量转移型发光聚合物
近年来,能量转移型发光聚合物作为一种新型的发光材料,因其
高效的发光性能引起了科学家的极大关注。
其中,以咔唑为主链的能
量转移型发光聚合物便是研究的热点之一。
2 工作原理
咔唑类发光聚合物是由一种包含一个中心咔唑分子的复合分子
(勐烷基咔唑)以及共价键连接的苯环等组成的。
它的发光颜色可以
由合成的复合物分子的不同特性而改变,这是因为合成的复合物分子
可以影响能量的转移,也就是能量可以从一个分子传递到另一个分子,在过程中就会产生可见光的发射。
3材料结构的设计
因此,设计咔唑主链的发光聚合物具有较高的研究价值,其中首
先要对复合物分子进行精确地结构设计。
文献报道,聚合物材料中参
与能量转移的单元在结构上可分为:(1)电荷转移单元,(2)能量转换
单元,以及(3)发射中心单元。
在咔唑类发光聚合物中,电荷转移单元
可以分子中的咔唑分子和苯环,而能量转换单元可以是多个苯环组成
的链状基团,发射中心单元则可以设计为中心的咔唑分子,此外还可
以引入芳香环分子,金属离子等来参与能量转移。
4 新型发光聚合物的研究
因此,常规的咔唑类发光聚合物的制备工作通常都是以有机合成法为基础的。
最近,基于咔唑主链的能量转移型发光聚合物作为一种新型发光材料,其发光性能和稳定性仍有待进一步改善。
因此,如何构建更加有效、简便的合成方法,以及构建超级发光材料,需要通过不断的研究取得新的进展。
《2024年咔唑羰基化合物及新型超长有机磷光材料的合成与性能研究》范文
《咔唑羰基化合物及新型超长有机磷光材料的合成与性能研究》篇一一、引言近年来,咔唑羰基化合物及新型超长有机磷光材料在材料科学领域引起了广泛关注。
这类材料因其独特的物理和化学性质,在光电显示、生物成像、光电器件等领域有着广泛的应用前景。
本文旨在研究咔唑羰基化合物的合成方法及其性能,同时探讨新型超长有机磷光材料的合成路径和性能表现。
二、咔唑羰基化合物的合成与性能研究1. 合成方法咔唑羰基化合物的合成主要通过多步有机合成法实现。
首先,通过咔唑与羰基化试剂的反应,生成咔唑羰基中间体。
随后,通过进一步的反应和纯化,得到目标咔唑羰基化合物。
2. 性能研究咔唑羰基化合物具有优良的电子传输性能和光稳定性。
在光电显示领域,咔唑羰基化合物可作为电子传输层材料,提高器件的发光效率和稳定性。
此外,咔唑羰基化合物还具有良好的热稳定性,可在高温环境下保持优良的物理化学性能。
三、新型超长有机磷光材料的合成与性能研究1. 合成路径新型超长有机磷光材料的合成主要采用分子内电荷转移(ICT)策略,通过将给体和受体单元连接在一起,形成具有较强分子内电荷转移能力的分子。
然后,通过溶剂热法或溶液法进行材料的合成和纯化。
2. 性能表现新型超长有机磷光材料具有超长的磷光寿命和较高的量子产率。
其磷光颜色可通过调整给体和受体单元的种类和比例进行调控,适用于不同颜色的光电显示和生物成像应用。
此外,该材料还具有良好的加工性能和稳定性,可满足大规模生产和应用的需求。
四、实验结果与讨论通过实验,我们成功合成了咔唑羰基化合物和新型超长有机磷光材料,并对其性能进行了测试和分析。
实验结果表明,咔唑羰基化合物具有优良的电子传输性能和光稳定性,而新型超长有机磷光材料则具有超长的磷光寿命和较高的量子产率。
此外,我们还对合成过程中各步骤的优化进行了探讨,以提高材料的产率和纯度。
五、结论本文研究了咔唑羰基化合物的合成方法和性能,以及新型超长有机磷光材料的合成路径和性能表现。
N-乙基咔唑树状分子的合成及光电性能术
第 2期
朱 志博 :N一乙 基 咔 唑 树 状 分 子 的 合 成 及 光 电性 能
13
1 实验 部 分
7.47(4H,dd,J=8.1 Hz),7.57~7.59(2H,dd,J= 7.8Hz),7.66~7.68(2H,d,J=6.6Hz),8.14~8.45
1.1 仪 器 日本 HITACHI公
司 );X.4数显 显微 镜 熔点 测 定 仪 (北 京精 密 仪 器有 限公 司 );DRX.400MHz核 磁共 振 仪 ( H NMR,德 国 Bruker公 司 ),TMS为 内标 ,CDC1 为 溶 剂 ;COMPACT 型质 谱 仪 (德 国 Bruker公 司 );F一2500荧 光 光 谱 仪 (日本 HITACHI公 司 ).
化 合物 的光谱 特性 ,发 现 分子 端 基 团形 成 的分 子 电 偶 极矩 对双光 子 吸收截 面起 着 重要 的作用 ,光 谱 特 性 说 明 此 新 分 子 溶 液 能 出 现 三 光 子 激 射 .Fitilis 等¨ 研究 了一 系列 咔 唑 衍 生物 的核 心部 分 和 溶 剂 极 性对 双光子 吸收 的影 响 ,发现 以咔唑 为核 、以三苯 胺 或芘 为枝 的衍生 物 能增 强 双光 子 吸 收性 能 ,同时 发现溶 剂 的极性 以 中性 为 佳.目前 有 关 其 双 光 子 吸 收方 面的应用 ,已得 出的 咔 唑衍 生 物在 分 子设 计 与 合成方 面 的规 律为 :具 有 共轭 大丌键 骨架 ,并且 在 骨 架 两端 连接强 的 电子 受体 一给体 (A一丌-D)和强 的给 体 一给体 (D一 一D)或受体 一受 体 (A.丌一A)的有机 分 子 ,在 强 的激 光脉 冲作用下 会发 生强 的双光子 吸收. 目前 咔唑树状 分子 的双 光子 吸 收性 能 未 见有 报 道. 因此 ,文 中通 过乌尔 曼偶联 和溴 化 反应 合 成 N一乙基 咔唑 树状分子 ,并 对其 光 电性 能 和 双光 子 吸 收性 能 进行 了研究 .合成路 线如下 :
以咔唑及其衍生物为骨架结构的电致变色聚合物研究进展
以咔唑及其衍生物为骨架结构的电致变色聚合物研究进展作为二苯并五元杂环结构,聚咔唑因为本身的结构特性被广泛应用在太阳能电池、场效应晶体管、发光二极管、电致变色等光电领域。
这主要是因为咔唑可以在N位以及2,7或3,6位进行功能化,从而调控聚合物的能带结构,继而改变其迁移率、着色电压等参数。
本文总结了近几年以咔唑及其衍生物为骨架结构的电致变色聚合物,主要从合成、电化学性能和电致变色性能三个方面进行阐述,以便为电致变色聚合物的结构设计和性能研究提供理论指导。
标签:咔唑;衍生物;电聚合;电化学;电致变色Abstract:As dibenzo five-member heterocyclic ring,polycarbazole was widely used in the field of solar cells,field-effect transistors,light emitting diodes,electrochromic and so on,which may attribute to the functionalization of carbazole of N and 2,7 as well as 3,6 position so that change the band-gap of the polymer,and then change its mobility,coloring voltage and other parameters. This review summarized hybrid electrochromic polymers with carbazole and its derivatives as the back bones from their synthesis to electrochemical and electrochromic properties. This review may provide theoretical guidance for the further research of electrochromism.Key words:carbazole;derivatives;electropolymerization;electrochemistry;electrochromism一、前言由于其独特的化学结构及优异的光电性质,导电聚合物近年来成为材料科学的研究热点之一,在有机电子器件、电致变色、传感器、热电转换、发光二极管、场效应晶体管、电致发光等众多领域展现出良好的应用前景[1]。
《2024年咔唑羰基化合物及新型超长有机磷光材料的合成与性能研究》范文
《咔唑羰基化合物及新型超长有机磷光材料的合成与性能研究》篇一摘要:咔唑羰基化合物作为一种重要的有机功能材料,具有广泛的应用前景。
本文研究了咔唑羰基化合物的合成方法及其新型超长有机磷光材料的制备技术,同时探讨了其物理和化学性能。
研究结果将为该类材料的实际应用提供重要的理论支持和实践指导。
一、引言随着科技的不断进步,新型超长有机磷光材料因其独特的物理和化学性质,在光电器件、生物成像、信息存储等领域展现出巨大的应用潜力。
咔唑羰基化合物作为一种具有良好性能的有机材料,其在新型超长有机磷光材料的合成和性能研究中具有重要的地位。
因此,本文将对咔唑羰基化合物的合成方法和新型超长有机磷光材料的性能进行深入研究。
二、咔唑羰基化合物的合成2.1 合成方法咔唑羰基化合物的合成主要采用经典的有机合成方法,如缩合反应、加成反应等。
具体步骤包括原料的选择、反应条件的控制以及产物的分离和纯化等。
在实验过程中,我们尝试了多种合成方法,最终确定了最优的合成路线。
2.2 产物表征通过核磁共振、红外光谱、紫外-可见光谱等手段对合成的咔唑羰基化合物进行表征,验证其结构正确性。
同时,我们还对产物的纯度、产率等进行了评估。
三、新型超长有机磷光材料的制备与性能研究3.1 制备方法新型超长有机磷光材料的制备主要采用溶液法或气相沉积法。
在实验过程中,我们探究了不同制备方法对材料性能的影响,最终确定了最佳的制备方案。
3.2 性能研究通过光学性能测试、电学性能测试、热稳定性测试等方法,对新型超长有机磷光材料的性能进行全面评估。
实验结果表明,该材料具有优异的磷光性能、高稳定性以及良好的成膜性等特点。
四、咔唑羰基化合物在新型超长有机磷光材料中的应用咔唑羰基化合物作为一种重要的有机功能材料,在新型超长有机磷光材料的制备过程中发挥着关键作用。
通过引入咔唑羰基化合物,可以有效地提高材料的磷光性能和稳定性。
此外,咔唑羰基化合物还可以通过调节分子结构,实现对材料光学性能的调控。
咔唑及其衍生物在光电材料中的应用研究
咔唑及其衍生物在光电材料中的应用研究光电材料是指能够将光能转化为电能或者电能转化为光能的材料。
随着科技的不断发展,光电材料在生产生活中的应用越来越广泛,如太阳能电池、LED等。
而咔唑及其衍生物因其良好的光电性能,也成为了光电材料中的热门研究方向之一。
咔唑及其衍生物是一类含有咔唑环的有机分子,具有卓越的光电性能,如较高的吸收截距、较长的荧光寿命、较大的摩尔吸光度等。
这些性能使得咔唑及其衍生物在光电领域中具有广泛的应用前景。
咔唑及其衍生物在太阳能电池中的应用是其研究的重点之一。
太阳能电池是将太阳能转化为电能的一种装置,其中光敏染料是太阳能电池的关键材料之一。
咔唑及其衍生物因其良好的光电性能,成为了太阳能电池中光敏染料的研究热点。
研究发现,将咔唑及其衍生物作为光敏染料,可以有效提高太阳能电池的光电转换效率。
例如,一些研究表明,采用咔唑及其衍生物作为光敏染料的太阳能电池,其光电转换效率可以达到10%以上,相比于其他光敏染料,具有更高的效率和更长的使用寿命。
除了在太阳能电池中的应用,咔唑及其衍生物还可以应用于LED 等光电器件中。
LED是一种半导体发光器件,具有高效、节能等优点,广泛应用于照明、显示领域。
咔唑及其衍生物因其良好的发光性能,也成为了LED材料的研究热点。
研究发现,将咔唑及其衍生物作为LED材料,可以有效提高LED的发光效率和颜色纯度。
例如,一些研究表明,采用咔唑及其衍生物作为LED材料,可以获得高达90%以上的发光效率和较高的颜色纯度。
总的来说,咔唑及其衍生物在光电材料中的应用前景广阔。
随着研究的不断深入,咔唑及其衍生物在太阳能电池、LED等光电器件中的应用将会得到更加广泛的推广和应用。
合成聚乙烯基咔唑及光电导性能测试
合成聚乙烯基咔唑及光电导性能测试一、实验目的及要求1.掌握聚乙烯基咔唑合成方法2.掌握紫外以及光电导测试操作3.了解有机光导体导电机理二、实验内容和原理1.聚乙烯基咔唑合成原理聚乙烯基咔唑(PVK)是芳香性结构含氮杂环高聚物,具有一系列优良的性能,如吸水率低,热膨胀系数小,玻璃化温度、热变性温度都较高,蠕变很小,热稳定性能优良,具有优异的介电性能,甚至在较高温度和很宽的频率范围内保持不变。
它的化学稳定性较高,能耐稀碱,稀酸和沸水,耐四氯化碳、乙醚、乙醇、脂肪烃、氢氟酸、氢化芳香烃、矿物油、变压器油等。
PVK是一种带π电子系支链基的非共轭类聚合物,它稳定和具有光导性,因此是一种有开发价值的功能材料。
聚乙烯基咔唑由于具有较好的空穴传输能力,被广泛应用于有机光导材料。
PVK被用做电子照相用的感光体使用以后,研究主要集中在与电子照相用的光电导物质方面;用于静电复印和激光打印如感光、感热记录材料的光电导体等。
本实验先由氯乙基咔唑通过消除反应脱氯化氢制备的乙烯咔唑,再由乙烯咔唑通过自由基聚合来制备聚乙烯基咔唑。
聚乙烯基咔唑的合成路线2.有机光导体导电机理有机光导体导电过程分为光生载流子的产生、载流子迁移及载流子有序运输三个部分。
在有机聚合物中基态的电子吸收光子成为缔合的电子-空穴对(也称激发子),它在物质中移动来和表面缺陷部分相互作用,或以激发子-激发子间的相互作用而形成自由载流子,自由载流子可以是空穴,也可以是电子。
在电场作用下,这些载流子做定向的移动,从而产生光电流。
光照射结束后,电子-空穴对复合,光电流衰减为零。
根据刘阔所用的光导实验装置,采用光电流法测光电导率。
实验采用的是氦-氖激光器,波长为632.8nm,光强可调。
光电导实验电路图电路中串联的电阻是取样电阻,同时也是高压电源的保护电阻,通过检测取样电阻电压降,测定材料在黑暗和光照条件下循环连续样品的光传导率。
根据文献资料查阅,选取取样电阻的大小为l0MΩ。
(完整版)咔唑类聚合物太阳能电池材料的研究毕业设计40设计41
毕业论文(设计) 题目咔唑类聚合物太阳能电池材料的研究毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。
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以吲哚并咔唑为核心单元的有机光电材料
以吲哚并咔唑为核心单元的有机光电材料
以吲哚并咔唑为核心单元的有机光电材料是一种新型光电材料,由于其具有优异的光电性能和稳定性而备受关注。
吲哚并咔唑分子具有高平面性和高电子密度的特性,可以在光电材料中发挥重要作用。
当加入亚乙基二氧噻吩(EDOT)等单元后,该有机光电材料的性能得到了大幅提升。
在光电转换效率方面,这种新型材料有着广阔的应用前景。
除了在光电材料领域的应用,吲哚并咔唑分子还可以应用于生物化学与医药化学相关范畴。
然而,对于这种新型有机光电材料的深入研究还需要进一步探索。
请注意,这种新型光电材料仍处于研究和开发阶段,可能还面临一些挑战和问题,需要更多的研究来解决。
同时,具体的应用还需要在实际场景中进行验证和评估。
新型咔唑三吡啶衍生物的合成及其光学性质
合 成 化 学
C i e e J u n lo y t ei e sr h n s o r a fS n h t Ch mit c y
Vo. 8 0 0 1 1 ,2 1 N . o 3,3 2~3 4 3 3
第 3期 , 3 34 32— 3
・
快递论文 ・
文 献标 识码 : A 文 章 编 号 : 051 1 ( 00 0 - 3 - 10 —5 12 1 )3 3 20 0 3 中图 分 类 号 : 6 63 0 2 .2
S n h ss o v lTe p rd n r a o e De i a i e y t e i fa No e r y i io e t n t tc lPr p r y
新 型咔唑 三吡啶 衍 生物的 合成及 其 光学 性质
陆晓 斌 , 亚 军 ,高远 浩 ,杨 家祥 ,吴 杰 颖 ,田玉鹏 杜
( 安徽大学 化学化工学院 安徽省无机功能材料重点实验室 , 安徽 合肥 2 0 3 ) 30 9
摘要 :以咔唑 为原料 , 合成 了一种新型的咔唑类衍生物 : _ Ⅳ 己基. ,- "2[ 一2 2: 2- 36 - { .4 ( , 6 ," 联三毗啶 )4- ) -’ 苯 基
基] 乙烯基 } 咔唑 ( )其结构 经 M 1, H N R,” MR和 I CN R表征。紫 外光 谱 和单光 子荧光 光谱研究结果 表明 , 1 在乙醇 中的荧 光量子产率为 0 8 ( .8 罗丹明 B乙醇溶液为参 比) 。
关 键 词: 咔唑 ; 联三吡啶 ; 单光子荧 光 ; 合成 ; 光学性质
曾利用联 三吡 啶与过 渡金属 离子 组装 了一 系列具
有二维、 三维的超分子化合物 , 发现它们在双光子 以及 生物显 影方 面具有很 好 的应用 前景 。 本 文 以咔唑 为原 料 , 计 并合 成 了一种 未见 设
基于咔唑的有机光电材料的设计、合成及性能刍议
基于咔唑的有机光电材料的设计、合成及性能刍议摘要:有机光电材料具有电子与光子的产生、传输及转换的特点,可以用于有机半导体材料。
根据功能可分为太阳能电池材料、有机电致发光材料、光敏材料、光折变材料、能量转换材料等。
具有结构多样、材料性能便于调控、存储密度高、速度快、加工方便等优点。
所以,在很多领域都得到了广泛应用。
关键词:咔唑有机光电材料设计合成性能咔唑是一种重要的含氮芳杂环化合物,成本较低,具有特殊的生物特性与光电特性,与有机光电功能材料的性能比较符合。
其本身具有较强的分子内电子转移功能,同时其热稳定性也比较突出。
近些年,随着有机光电子学的成熟,对有机光电材料的研究与创新也取得了较大的成绩,催生出有机光电子产业的发展,促进了社会的发展和人们生活的改善。
一、卡唑类有机光电材料有机光电材料通常含有氢、碳元素,再以氮、硫以及金属元素进行修饰的材料,从分子结构来看,具有大共轭体系。
因此从结构可分为聚合物与小分子两种类型。
和无机材料相比,其优点在于分子结构多样,可通过分子设计对材料的性能进行调控,满足了生活中对材料功能的需求;从材料性质上,光电反应速度快,存储的密度较高,便于加工。
因其具有较多的优势,所以有机光电材料在有机场效应管、有机发光二极管、有机存储器及有机太阳能电池等领域有着广泛的应用。
而咔唑类有机光电材料的优势更大,具有原料易得、成本较低的特点,在结构上属于刚性稠环,具有特殊的光电性能与生物性能。
可以合成多种咔唑衍生物,满足多种功能材料需求的制备。
咔唑分子的共轭体系较大,其衍生物及本本都具有较好的光电性质与热稳定性,因此在材料、医药、生物、农药、染料等领域的应用前景非常广阔。
尤其是作为有机光电材料的功能性更强。
二、咔唑衍生物的合成及性能研究聚集诱导发光效应是一种在溶液中呈现微弱荧光或不发光的分析,在出现聚集态或固态够,出现强烈发光的现象。
有机化合物材料在诱导发光中是通过改变分子组成、刚性结构、堆积形态及扭曲构象等方面来实现对固态或集聚态下荧光的强度与波长的。
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基于咔唑的有机光电材料的设计、合成及性能刍议
基于咔唑的有机光电材料的设计、合成及性能刍议
摘要:有机光电材料具有电子与光子的产生、传输及转换的特点,可以用于有机半导体材料。
根据功能可分为太阳能电池材料、有机电致发光材料、光敏材料、光折变材料、能量转换材料等。
具有结构多样、材料性能便于调控、存储密度高、速度快、加工方便等优点。
所以,在很多领域都得到了广泛应用。
关键词:咔唑有机光电材料设计合成性能
咔唑是一种重要的含氮芳杂环化合物,成本较低,具有特殊的生物特性与光电特性,与有机光电功能材料的性能比较符合。
其本身具有较强的分子内电子转移功能,同时其热稳定性也比较突出。
近些年,随着有机光电子学的成熟,对有机光电材料的研究与创新也取得了较大的成绩,催生出有机光电子产业的发展,促进了社会的发展和人们生活的改善。
一、卡唑类有机光电材料
有机光电材料通常含有氢、碳元素,再以氮、硫以及金属元素进行修饰的材料,从分子结构来看,具有大共轭体系。
因此从结构可分为聚合物与小分子两种类型。
和无机材料相比,其优点在于分子结构多样,可通过分子设计对材料的性能进行调控,满足了生活中对材料功能的需求;从材料性质上,光电反应速度快,存储的密度较高,便于加工。
因其具有较多的优势,所以有机光电材料在有机场效应管、有机发光二极管、有机存储器及有机太阳能电池等领域有着广泛的应用。
而咔唑类有机光电材料的优势更大,具有原料易得、成本较低的特点,在结构上属于刚性稠环,具有特殊的光电性能与生物性能。
可以合成多种咔唑衍生物,满足多种功能材料需求的制备。
咔唑分子的共轭体系较大,其衍生物及本本都具有较好的光电性质与热稳定性,因此在材料、医药、生物、农药、染料等领域的应用前景非常广阔。
尤其是作为有机光电材料的功能性更强。
二、咔唑衍生物的合成及性能研究
聚集诱导发光效应是一种在溶液中呈现微弱荧光或不发光的分析,在出现聚集态或固态够,出现强烈发光的现象。
有机化合物材料在诱导发光中是通过改变分子组成、刚性结构、堆积形态及扭曲构象等方面来实现对固态或集聚态下荧光的强度与波长的。
例如,不同的堆积方式,可以对分子间相互作用进行改变,并对分子聚集态的转动进行限制,实现化合物聚集态或固态下的强烈荧光的发出。
一般诱导发光材料包含环状多烯化合物、腈取代二苯乙烯型化合物、取代乙烯类化合物、联苯型、吡喃型及其它小分子聚合物及化合物等类型。
(一)试验
1.实验仪器与试剂
用Na对四氢呋喃进行除水处理,使用前,用二苯甲酮与钠循环蒸馏进行二次除水。
溶剂包含分析纯与高效液相色谱纯度,均为直接使用。
仪器选择500W高压汞灯作为光源,选择300型核磁共振谱仪对目标产物进行测定,对元素分析采用VarioELIII元素分析仪测定,对傅里叶红外变换光谱数据用NEXUS670光谱仪测定,对紫外-可见光吸收光谱数据采用TU-1800紫外光谱仪测试,对荧光发射光谱数据采用HitachiF-4500荧光光谱仪测试。
对荧光性质进行测试时,溶液浓度为10-5M,在计算荧光量子产量时以0.1M的硫酸奎宁溶液作为残壁溶液。
2.合成
将装置中的空气除去,加入500ml色谱纯试剂苯及0.5mmol化合物,通入氩气搅拌半个小时到完全溶解。
在搅拌过程中,快速加入20ml环氧丙烷及0.52mmol的I2。
然后透过石英玻璃反应器,用高压汞灯对反应液进行照射,持续12分钟,反应结束。
利用真空旋转蒸发仪将溶剂旋蒸出,得到的产物用二氯甲烷溶剂转移至锥形瓶,分别用质量分数均为50%的蒸馏水、硫代硫酸钠溶液、饱和氯化钠水溶液进行洗涤。
将得到的产物用无水硫酸镁进行一个小时的干燥,然后将混合液进行过滤,去除硫酸镁固体。
再次利用真空旋转蒸发仪将溶剂进行旋蒸,得到粗产物,利用硅胶柱分离与提纯,最后对缓和溶剂进行重结晶。
3.实验结果
合成的步骤比较简单,但是各环节的产率都比较高,很容易即可获取目标产物。
试剂与原谅的成本较低,适合商业化生产。
产物在常温且反应时间较短的条件下,产率非常高,因此,该有机反应是成功的,为合成化合物提供了条件。
目标产物在多数溶剂中的溶解性均较好,克服了具有刚性结构的大共轭体系难以溶解的问题,目标产物很容易进行调控和修饰,因此是合成优质光电材料的可靠原料。
(二)性质分析
1.热学性质分析
从重结晶中选取单晶目标化合物,对目标化合物的热转变过程中及稳定性进行测试,结果发现,化合物的吸热峰为133.06℃和448.62℃,分解温度为448.62℃。
表明了该化合物的热稳定性较好。
2.电化学性质分析
利用循环伏安法,对化合物进行电化学表征测试,选择三点几系统,其中参比电极为Ag/AgCl、工作电极为Pt、辅助电极为纯银丝。
对表征进行测试时先通过Fc/Fc+的氧化还原体系,对CH2Cl2溶液中的Ag/AgCl参比电极进行校正。
经过测试,化合物具有两个峰位值,分别为0.7V和1.1V,对应目标分子中两个咔唑环上的氮原子的氧化。
在氧化态下,化合物具有稳定的低氧化电势,在电化学试验测试中,过Fc/Fc+相对Ag/AgCl的半波电位为0.4V,通过氧化电势可计算HOMO 能级。
化合物中引入了Br基团,在空气中的稳定性较强,根据HOMO 能级及紫外-可见图谱可计算出LUMO能级。
3.光学性质分析
对不同溶剂中化合物的紫外-可见吸收光谱与荧光发射光谱进行测试,由化合物在不同溶剂中的紫外-可见吸收光谱可知,存在多个特征吸收峰。
在二氯甲烷溶剂中,化合物的吸收最大峰为305nm与331nm,在416nm与442nm处,存在两个最小吸收峰。
由化合物在不同溶剂中的荧光发射光谱可知,发射峰位于420nm-440nm之间,而二氯甲烷溶剂中,326nm的光激发下,化合物的发射峰位于452nm与480nm。
从图1中,可知化合物的吸收光谱及PL光谱,可得到不随溶剂极性的改变而发生移动的结论。
荧光领子产率较低,因此液态基本不发光。
主要是由于化合物中含有取代基Br-元素的荧光淬灭作用引
起的。
三、结论
本文主要以咔唑为原料,对目标分子尽心该设计,经过一系列的光化学反应及化学合成方式,合成咔唑螺烯化合物。
通过对化合物的热学质、电化学性质及光学性质进行分析,确定该化合物的热稳定性较好。
文章只针对一种合成化合物进行分析,结论略显单一,因此在以后的工作中,还需要对其它合成化合物进行分析和研究。
参考文献
[1]张飞飞,周成合,颜建平.咔唑类化合物研究新进展[J].有机化学,2010(15).
[2]耿凤华,王永祥,刘保霞,赵文献,郑昕.咔唑及其衍生物在光电材料中的应用研究[J].应用化工,2011(28).
作者简介:李战强,男,1985年3月出生,新疆化工设计研究院。
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