酞菁铜有机半导体调研报告
酞菁铜实验报告

一、实验目的1. 熟悉酞菁铜的制备方法;2. 掌握酞菁铜的表征方法;3. 了解酞菁铜的物理化学性质。
二、实验原理酞菁铜是一种具有高对称性和特殊物理化学性质的有机化合物,广泛应用于催化、材料、电子等领域。
本实验采用Linstead合成方法,以邻苯二甲酸、CuCl2·H2O、尿素为原料,以(NH4)2Mo为催化剂,合成酞菁铜,并通过真空升华法提纯产物。
对纯产物进行元素分析、红外和紫外可见光谱表征,以确定酞菁铜的结构和性质。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:真空干燥箱、磁力搅拌器、红外光谱仪、紫外可见光谱仪、电子天平、烘箱等;2. 试剂:邻苯二甲酸、CuCl2·H2O、尿素、(NH4)2Mo、盐酸、无水乙醇、无水乙醚等。
四、实验步骤1. 酞菁铜的制备(1)将邻苯二甲酸、CuCl2·H2O、尿素和(NH4)2Mo按一定比例混合,加入适量的水,搅拌均匀;(2)将混合液加热至80℃,保持搅拌,反应2小时;(3)将反应液过滤,滤液用无水乙醇洗涤,得到酞菁铜沉淀;(4)将酞菁铜沉淀在烘箱中干燥,得到酞菁铜固体。
2. 酞菁铜的表征(1)元素分析:采用电子天平称取一定量的酞菁铜固体,进行元素分析,确定其元素组成;(2)红外光谱分析:采用红外光谱仪对酞菁铜固体进行红外光谱分析,确定其官能团;(3)紫外可见光谱分析:采用紫外可见光谱仪对酞菁铜固体进行紫外可见光谱分析,确定其结构。
五、实验结果与分析1. 元素分析:酞菁铜固体的元素组成为Cu、C、H、N,符合酞菁铜的化学式。
2. 红外光谱分析:酞菁铜固体在红外光谱中出现了C=C、C-N、C=O等特征峰,表明酞菁铜结构完整。
3. 紫外可见光谱分析:酞菁铜固体在紫外可见光谱中出现了典型的酞菁吸收峰,表明酞菁铜结构完整。
六、实验结论本实验成功制备了酞菁铜,并通过元素分析、红外光谱和紫外可见光谱对其进行了表征。
实验结果表明,酞菁铜具有完整的结构,符合酞菁铜的化学式。
金属酞菁的合成及应用研究的开题报告

金属酞菁的合成及应用研究的开题报告
题目:金属酞菁的合成及应用研究
一、选题背景及意义
金属酞菁是一种重要的有机金属配合物,具有良好的光学和电学性质,在光电领域、光敏电子器件、有机场效应晶体管等领域都有广泛的
应用。
因此,研究其合成及应用具有重要的实际意义。
二、研究目的及内容
本研究的目的是通过合成不同金属酞菁(例如,铜酞菁、钴酞菁、
锰酞菁等),探究其在光电器件中的应用,同时通过对其光电性能进行
表征和分析,探究金属酞菁在光电领域的应用前景。
具体研究内容如下:
1. 制备不同金属酞菁
在实验室中制备不同金属酞菁,如铜酞菁、钴酞菁、锰酞菁等,并
对其微观结构和晶体结构进行表征和分析。
2. 测量金属酞菁的光电性能
使用光电性能测试仪器对金属酞菁的光电性能进行测量,如吸收光谱、发光光谱、电化学行为等等。
3. 探究金属酞菁在光电器件中的应用
通过实验探究不同金属酞菁在光电器件中的应用,如有机场效应晶
体管、光敏电子器件等,研究其在光电功能材料方面的应用前景。
三、研究方法及步骤
1. 液相法合成金属酞菁
2. 对金属酞菁进行晶体结构表征
3. 测量金属酞菁的光电性能
4. 探究金属酞菁在光电器件中的应用
四、预期成果及意义
本研究预期能够合成多种金属酞菁,并对其在光电器件中的应用进行探究,为相关技术的发展做出一定的贡献,同时推动金属酞菁在材料学、物理学和化学等领域的广泛应用。
2024年2,3-萘酞菁铜市场调查报告

2024年2,3-萘酞菁铜市场调查报告1. 引言本报告对2,3-萘酞菁铜市场进行了全面调查和分析,旨在为相关企业和投资者提供市场发展的参考。
本文将从市场规模、竞争状况、市场趋势等多个角度进行深入研究。
2. 市场规模分析2,3-萘酞菁铜市场是近年来快速发展的市场之一。
根据调查数据,市场规模呈现稳定增长态势。
这主要归因于2,3-萘酞菁铜在许多领域的广泛应用,如油漆、塑料、油墨和染料等。
市场规模预计将持续扩大,并呈现出良好的增长潜力。
3. 竞争状况分析当前,2,3-萘酞菁铜市场存在激烈的竞争。
市场上有多家企业生产和供应2,3-萘酞菁铜产品,这导致市场供应充裕,价格较为稳定。
根据调查结果,目前市场上的主要竞争企业包括公司A、公司B和公司C等。
这些企业在技术研发、产品质量和市场拓展等方面具备一定的优势,并积极采取各种市场策略以保持竞争力。
4. 市场趋势分析在市场调查中,我们发现了一些2,3-萘酞菁铜市场的发展趋势。
首先,随着环境意识的增强,对环保型2,3-萘酞菁铜产品需求逐渐增加。
市场上的一些企业已经开始研发和推广环保型产品,以满足市场的新需求。
其次,随着科技的发展,2,3-萘酞菁铜在新能源领域的应用日益广泛,这将进一步推动市场的增长。
同时,国内外市场对2,3-萘酞菁铜产品的需求也在不断增加,这为企业拓展市场提供了机遇。
5. 市场前景展望基于市场规模的增长趋势、竞争状况的分析和市场趋势的预测,我们对2,3-萘酞菁铜市场的前景进行了展望。
预计,在国内外市场的不断需求推动下,2,3-萘酞菁铜市场将保持持续增长态势。
未来几年内,市场将继续迎来新的发展机遇,同时也将面临更加激烈的竞争。
对于企业和投资者来说,把握市场趋势、提高产品质量和研发能力,将是取得市场竞争优势的关键。
6. 结论通过市场调查和分析,我们得出结论:2,3-萘酞菁铜市场前景广阔,市场规模稳步增长,竞争激烈,但也存在较大的发展机遇。
企业和投资者应积极参与市场竞争,不断提升产品质量和技术创新能力,以适应市场的变化与需求,实现更好的经济效益。
酞菁类有机光导体的发展现状和发展前景探析

为 基础 的所 有 有机物 都 以 酞 菁 命名 。 根 据 酞 菁 化 合物 的 化学 组 成 成 分 , 可 以将 其 视 作 由 四 氮 杂卟 啉 衍生 出来 的 , 其 中心 氮 原 子具 有 碱性, N— H 键具 有酸 性 能 够 接受 两个 质 子 生成 二价正 离子 , 在 强碱 作 用下 失去 两个 质子 生 成 二价 负 离子。 酞 瞢 类化 合 物 内有 ・ 个空穴, 能 够容 纳 铜 、 铁、 铝、 镍、 钴、 钠、 镁 等 金属 元 素 。 酞 菁类 本 身是 由一 个具 有 l 8 个 P 电子 的大 P 体系 , 分 子 中的 苯 环 很 少发 生变 形, 各 个碳 一 氦键 的长 度几乎 相等 ; 对 红 外光 表 现 出极 强的 吸收 性 , . 是酞 瞢 类化 合 物韵 一 大优势, 其 固体 形式 根 据 颗 粒 大 小 、 结 晶形 式、 中心 金 属的不 同, 颜 色也 表 现 出由青蓝色 到 青铜 色 的变 化。 除 了具 有 较 好 的 外光 吸 收 功能 之 外 , 酞 菁 类化 合物 还具 有很 好 的磁 性、 结晶性 、 光学性 、 光 导 电性 等化 学 性 质 、 }
化 学 工 业
S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o  ̄ a 垫 U ! o ! n H e Q r a : l d !
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霄机 每 体的发展现状和发展前景探析①
贺 少敏 ( 佛 山市南海天映 办公 设备厂 广东佛 山 5 2 8 2 4 1 )
摘 娄 袄菁类有机 光导体走新 型的光孕材绩, 被 广泛应用于办公 器材的 制作中 。 对酞菁类有机 光导体 的结构性能, 光电 性能, 分子聚集性 能作
酞菁铜溶解性研究及其电沉积薄膜的制备

酞菁铜溶解性研究及其电沉积薄膜的制备钱凌峰;张佳;薛敏钊;朱园园;张青;刘燕刚【摘要】通过测定α-酞菁铜(α-CuPc)在4种不同的有机溶剂中的紫外可见光吸收光谱,研究了不同溶剂以及加入不同量的三氟乙酸(TFAA)对酞菁铜溶解性和质子化的影响.以溶解性研究为基础,探讨了在电化学沉积法制备酞菁铜薄膜时不同工艺条件对其形貌的影响.实验结果表明:加入TFAA后,酞菁铜在硝基甲烷和氯仿中溶解良好,而且在氯仿中更容易质子化;使用扫描电镜(SEM)表征,结果表明TFAA及酞菁铜摩尔含量对薄膜制备的影响最为明显.%In order to obtain the ideal Copper Phthalocyanine(CuPc) film from organic solution,first, we studied the solubility of CuPc in different solvents, and the effect of various amounts of trifluoroacetic acid (TFAA) to CuPc; Second, we fabricated CuPc films with different electro-chemical deposition conditions, and discussed the changes of the surface morphology.Then using the UV-Vis to measure the spectrum of copper phthalocyanine (CuPc) in four different organic solvents; using the scanning electron microscopy (SEM) to observe the surface morphology of CuPc films. The results showed that: after adding TFAA, CuPc is easily dissolved in both nitro-methane and chloroform, but in chloroform, it is more easily protonated; the amount of TFAA and CuPc has great influence to the surface morphology.【期刊名称】《影像科学与光化学》【年(卷),期】2011(029)002【总页数】9页(P114-122)【关键词】酞菁铜;三氟乙酸;电沉积【作者】钱凌峰;张佳;薛敏钊;朱园园;张青;刘燕刚【作者单位】上海交通大学,化学化工学院,上海,200240;上海交通大学,化学化工学院,上海,200240;上海交通大学,化学化工学院,上海,200240;上海交通大学,化学化工学院,上海,200240;上海交通大学,化学化工学院,上海,200240;上海交通大学,化学化工学院,上海,200240【正文语种】中文【中图分类】O6酞菁铜是一种典型的有机小分子光电半导体材料,在可见光区不仅吸收范围宽、吸收系数大,而且具有极好的化学、热及光稳定性.CuPc在太阳能电池、光导体等方面具有广泛的应用前景,从而引起了人们极大的关注[1].酞菁铜由于其独特的平面分子结构和较高的共轭度,可以形成均匀有序的薄膜[2].但是由于酞菁铜在液体溶剂里的溶解性很差,这一点极大地限制了酞菁铜的应用,因此有必要对铜酞菁的溶解性进行研究,提高其在有机溶剂中的溶解度,扩展有机薄膜的制备方法,使其不再局限于气相沉积法或者真空蒸镀法,而直接通过溶液法来制备.已有不少研究者对酞菁铜的溶解做了研究,因为酞菁类化合物是一种多价的两性电解质,它以4个外围电桥氮原子作为可能的碱性中心和两个吡咯烷类型(—NH—)氮原子作为可能的酸性中心.因此酞菁在一般的酸性/碱性条件下,会出现以下7种可能的组分:[Pc]2-、[HPc]-、H2Pc,[H2PcH+]+、[H2Pc2H+]2+、[H2Pc·3H+]3+、[H2Pc4H+]4+[3].之前有研究者[4]发现,酞菁铜与硫酸发生作用,能生成[CuPc·H]+,而早在1979年Iodko等人则发现,酞菁类化合物能溶解于含有三氟乙酸(TFAA)的有机溶剂中[5].Su[6]等对铜酞菁的溶解做了初步实验探讨,发现铜酞菁的质子化反应主要得到[CuPc·H]+和[CuPc·H2]2+两种衍生物,同时质子化之后溶解度能有极大的提高,大约能提高60倍.酞菁铜溶液经过处理后,有研究者分别使用Langmuir-Blodgett[7]法和电泳沉积法[8]制得薄膜.本文采用三氟乙酸为质子酸,对酞菁铜在4种不同有机溶剂下的溶解性进行了探讨,考察了电子对给予体溶剂(EPD)与电子对接受体(EPA)溶剂对溶解性的影响,从而为酞菁铜溶剂选择提供了参考.本文研究了在不同条件下,酞菁铜薄膜的形貌变化,最终获得成膜的最佳条件.α-酞菁铜,捷虹颜料化工有限公司;三氟乙酸(化学纯)、硝基甲烷(化学纯)、三氯甲烷、乙腈、甲苯均为分析纯,均购自国药集团化学试剂有限公司.ZF-9型恒电位/恒电流仪(上海正方电子电器有限公司),TU-1901型双光束紫外可见光分光光度计(北京普析通用有限公司),JSM-7401F型电子扫描电镜(FESEM)(日本电子公司).将一定质量的酞菁铜分别置于不同的有机试剂中,溶液中CuPc的含量为6.55×10-5mol,改变三氟乙酸(TFAA)与酞菁铜的摩尔比,研究酞菁铜的溶解性.所用的有机溶剂主要有:乙腈、甲苯、三氯甲烷、硝基甲烷.以氯仿为溶剂,加入一定量的酞菁铜、TFAA配置成电解液,基底(ITO导电玻璃片)作为负极,铂片作为正极,使用恒电位法电沉积,沉积结束后,将样品放入50℃的真空烘箱干燥.研究者曾发现酞菁铜在近紫外光区300—400 nm附近的B带,和在可见光区600—800 nm处的Q带,吸收较强[9].从图1中可以看出,当没有加入质子酸TFAA,在乙腈、甲苯、硝基甲烷以及氯仿这4种溶剂中,酞菁铜在621 nm、717 nm处有两个较强的吸收峰,此处吸收峰,主要为分散在溶剂中酞菁铜小颗粒的光谱吸收.但是以甲苯为溶剂时,在671 nm处存在一个小尖峰,而以乙腈、硝基甲烷、氯仿为溶剂时,该位置则不存在吸收峰,这证明了不同溶剂中,酞菁铜存在差异的事实.以甲苯为溶剂时存在的小尖峰,是由于α相的CuPc在甲苯溶剂中形成β型所致[10].实验中发现,当乙腈溶液中三氟乙酸与酞菁铜的摩尔比即使从0增大到很大,溶液也没有发生明显变化,其谱图与图1中曲线1基本一致,这说明当以乙腈为溶剂时加入质子酸后,对CuPc溶解性的提高没有显著的影响.这是因为乙腈与酞菁铜同属于EPD试剂,所以以乙腈为溶剂时,会阻碍酞菁铜的溶解.在图2至图4中,随着TFAA量的增大,溶液的紫外可见光吸收光谱与未加入TFAA 时的谱图相比变化就比较显著.首先,当溶液中三氟乙酸与酞菁铜的摩尔比达到一定程度时,如图2至图4中虚线所示,当三氟乙酸与酞菁铜的摩尔比,在甲苯中达到400,硝基甲烷、氯仿分别达到50、200时,CuPc在溶液中的紫外可见光光谱的吸收峰发生不同程度的红移,这是因为CuPc分子基态的极性比激发态小,加入TFAA后,使激发态稳定的趋势比基态大,从而导致光谱红移.与此同时吸收峰的形状也随之发生变化,例如:图3中CuPc位于671 nm处的吸收减弱,而在722 nm处的峰吸收强度得到增强,而在图2和图4中,还发生了吸收峰的裂分现象.而随着溶液中TFAA量的增大,这些变化则更加明显,因此可以推断这些变化是由于溶液中的酞菁铜与三氟乙酸之间相互作用而引起的.从理论上来说,酞菁铜是一种具有18个电子的大共轭体系的化合物,属于电子给予体分子,而三氟乙酸属于极强的电子接受体分子,所以加入三氟乙酸后能够加强溶剂化效应,使光谱发生变化.当溶液中TFAA含量的逐渐增加,酞菁铜吸收峰强度随之增大,由Lambert-Beer定律可知溶液中已溶解的酞菁铜量逐渐增加,证明溶剂中添加质子酸确实能提高CuPc 的溶解性.如图3所示,当溶液中TFAA的量大于等于酞菁铜200倍时,溶液的吸收光谱变化很小,这说明溶液中酞菁铜已全部溶解,进而证明在所使用的4种溶剂中,硝基甲烷配合TFAA使用,对酞菁铜的溶解性提高最大,但是以硝基甲烷为溶剂时,其在720 nm左右的吸收峰没有出现很显著的裂分,而以氯仿为溶剂时,当溶液中TFAA的量大于酞菁铜200倍,则在685 nm和710 nm处最大吸收峰的吸光度较大,这是质子化了的CuPc的特征峰,这表明溶液中CuPc发生了一次质子化,形成了[CuPc·H]+离子.在以甲苯为溶剂时则是在摩尔比大于400时,出现比较明显的裂分.综上所述,相同条件下就对溶解性的提高来说硝基甲烷>氯仿>甲苯>乙腈;而加入TFAA后的质子化效应则是氯仿>甲苯>硝基甲烷>乙腈.如图5中曲线2所示,电沉积所得膜在620 nm和700 nm处存在两个峰,这两个峰是作用于分子间的π-π*跃迁所产生的[11],在Q带出现带分裂是金属酞菁结晶被称作为Davidov分裂的一个特征,而在340 nm处存在的强吸收,则是B带吸收所产生的,这些都表明沉积所得膜的组成仍为酞菁铜.曲线2与曲线1,峰形以及峰的所在位置没有明显改变,而且波长620 nm处的吸收峰高于700 nm处,表明电沉积所得酞菁铜薄膜晶型没有发生变化,仍为α-CuPc[12].在电沉积制膜工艺研究过程中发现,改变电沉积条件,所得酞菁铜薄膜的光谱吸收曲线没有明显改变,与图5中曲线2基本一致.图6是在不同三氟乙酸用量时的酞菁铜溶液通过电沉积得到的CuPc薄膜的SEM 图,如图所示,相同条件下,随着溶液中TFAA含量增大,制备的薄膜越来越致密,晶体颗粒大小也逐渐均一,同时形貌也发生了变化,逐渐由条带状变成梭状颗粒.这是因为随着TFAA量的增大,酞菁铜的溶解度得到提高,而且与TFAA的质子化反应,产生的[CuPc·H]+离子与ITO基底发生相互作用[5],使得CuPc更容易沉积在ITO上.如图7所示,溶液中CuPc浓度的变化对形貌也有着明显的影响,在其他沉积条件不变的情况下,酞菁铜浓度较低时可以看到粒径约为100 nm,长度约为500 nm的梭状颗粒.而当溶液中酞菁铜浓度大于等于5.24×10-4mol/L时,则看不到明显的形貌,与文献[5]中旋涂法所得薄膜形貌相似.图8、图9分别是不同沉积时间,不同沉积电压下制备的酞菁铜薄膜的SEM图,从图中可以看出,沉积时间及沉积电压对薄膜形态都有一定的影响.综上所述,以氯仿为溶剂,电沉积制备的酞菁铜薄膜,其晶体结构没有发生明显变化,当溶液中TFAA含量较低时(nTFAA∶nCuPc<=400),薄膜形貌稀疏不均匀,随着TFAA含量的增加,薄膜变得紧密,同时呈现大小均一,粒径约为100 nm,长度约为500 nm的梭状颗粒.酞菁铜浓度对成膜也有很大影响,浓度太低(<10-4mol/L),无法在ITO表面成膜,而浓度过高(>10-3mol/L),其薄膜看不到明显的晶体颗粒,呈现模糊状态.沉积时间及沉积电压对薄膜形态都有一定程度的影响.本文对酞菁铜在不同溶剂中的溶解性进行了研究并得到以下结论:溶剂改变,则加入三氟乙酸后,酞菁铜的溶解性也相应发生改变,紫外吸收光谱测试表明,以氯仿及硝基甲烷为溶剂时,酞菁铜的溶解性表现较好.以酞菁铜溶解性研究为基础,通过电化学沉积法成功制备酞菁铜薄膜,并研究了薄膜制备的最佳工艺条件,实验结果表明电解液中三氟乙酸以及CuPc浓度改变对薄膜形貌影响明显.酞菁铜薄膜的最佳沉积条件为:CuPc浓度数量级保持在10-4mol/L,TFAA与CuPc的摩尔比大于800倍,沉积电压为-2 V,沉积时间约为2 min.【相关文献】[1] 张瑜,史伟民,郑耀明,王林军,朱文清,夏一本.CuPc薄膜及其厚度对太阳能电池性能的影响[J].上海大学学报,2008,14(6):642-645.Zhang Y,Shi W M,Zheng Y M,Wang L J,Zhu W Q,Xia YB.The effects of CuPc films and its thickness to solar cell properties[J].J.ShanghaiUniv.,2008,14(6);642-645.[2] Peisert H,Schwieger T,Auerhammer J M.Order on disorder:copper phanlocyanine thin films on technical substrates[J].J.A ppl.Phys.,2001,90(1):466-469.[3] Liu J B,Zhao F Q,Zhang F S,Tang Y W,Song X Q,Chau F T.Effects of protonation and deprotonation on phthalocyanine’s spectra[J].Acta.Phys.Chim.Sin.,1996,12(3):202-207. [4] Srvastava K P,Kumar A.UV spectral studies in protonation of Cu-phthalocyanine and phthalocyanine in sulphuric acid-solvent[J].Asian.J.Chem.,2001,13(3):1539-1543.[5] Takeshi K,Masaki M,Hiroyuki T.The fabrication method of unsubstituted planarphthalocyanine thin films by a spin-coating technique[J].Thin Solid Films,2009,518:688-691.[6] Su J,Xue M,Ma N,Sheng Q,Zhang Q,Liu Y.Dissolution of copper phthalocyanine and fabrication of its nanostructure film[J].Sci.China,Ser.B.,2009,52(6):911-915.[7] Kimiya O,Hisatomo Y,Chyongjin P.Monolayers and multilayers of unsubstituted copper phathalocyanine[J].L angmuir,1994,10:2068-2070.[8] Hiroaki Y,Kazunobu I,Tetsuo S.Electrophoretic deposition of copper phthalocyanine from trifluoroacetic aciddichloromethane mixed solution[J].Chem.Lett.,2000,29(1):10-11.[9] Zheng X,He Z,Zhang C,Xu Z,Wang Y.The change in optical spectra from solid and liquid solution of copper phthalocyanines derivatives[J].S pectrosc.S pectralAnal.,2006,26(6):1109-1112.[10] Zhuang P,Chen P,Zhao Y.Research on copper phthalocyanine pigments(Ⅱ)the rate and mechanism of crystal phase change of copper phthalocyanine in organicsolvents[J].J.Chem.Ind.Eng.,1986,445-454.[11] Tunhoo B,Nukeaw J.Optical properties and structure ofcopper(Ⅱ)phthalocyanine(CuPc)organic thin film grown by electron-beam evaporation technique[C].2007 2ndI EEE International Conf erence on N ano/Micro Engineered and Molecular S ysterms,2007:506-509.[12] Li B,Bao C,Shi B X,Tomonori K,Mitsuo H.Spectroscopic studies on theαandβforms of copper phthalocyanine nanoparticles[J].J.Inf rared Millim.Waves,2002,21(4):257-260.。
固相法酞菁铜市场深度调研及投资前景分析报告

固相法酞菁铜市场深度调研及投资前景分析报告2016-2020核心内容提要产业链(Industry Chain)狭义产业链是指从原材料一直到终端产品制造的各生产部门的完整链条,主要面向具体生产制造环节;广义产业链则是在面向生产的狭义产业链基础上尽可能地向上下游拓展延伸。
产业链向上游延伸一般使得产业链进入到基础产业环节和技术研发环节,向下游拓展则进入到市场拓展环节。
产业链的实质就是不同产业的企业之间的关联,而这种产业关联的实质则是各产业中的企业之间的供给与需求的关系。
市场规模(Market Size)市场规模(Market Size),即市场容量,本报告里,指的是目标产品或行业的整体规模,通常用产值、产量、消费量、消费额等指标来体现市场规模。
千讯咨询对市场规模的研究,不仅要对过去五年的市场规模进行调研摸底,同时还要对未来五年行业市场规模进行预测分析,市场规模大小可能直接决定企业对新产品设计开发的投资规模;此外,市场规模的同比增长速度,能够充分反应行业的成长性,如果一个产品或行业处在高速成长期,是非常值得企业关注和投资的。
本报告的第三章对手工工具行业的市场规模和同比增速有非常详细数据和文字描述。
消费结构(consumption structure)消费结构是指被消费的产品或服务的构成成份,本报告主要从三个角度来研究消费结构,即:产品结构、用户结构、区域结构。
1、产品结构,主要研究各类细分产品或服务的消费情况,以及细分产品或服务的规模在整个市场规模中的占比;2、用户结构,主要研究产品或服务都销售给哪些用户群体了,以及各类用户群体的消费规模在整个市场规模中的占比;3、区域结构,主要研究产品或服务都销售到哪些重点地区了,以及某些重点区域市场的消费规模在整个市场规模中的占比。
对消费结构的研究,有助于企业更为精准的把握目标客户和细分市场,从而调整产品结构,更好地服务客户和应对市场竞争。
市场份额(Market shares)市场份额,又称市场占有率,指一个企业的销售量(或销售额)在市场同类产品中所占的比重。
酞菁铜I

酞菁铜特性研究作者:赵百川来源:《科技风》2018年第09期摘要:酞菁铜是一种重要的多功能高分子有机半导体材料,由于其特殊的化学结构,使其具有优异的耐热性,耐酸、碱性和耐化学品的性能,因此,是一种用途广泛的有机中间体。
除了大量用于有机颜料及有机染料的生产外,在光学、电子、催化、原子能等高科技领域内也日益发挥着重要的作用。
其中电学性能主要取决于酞菁铜内载流子迁移率的大小。
本文详细介绍了酞菁铜薄膜热蒸发工艺,制作了ITO/CuPc/金属结构,测试了其电流-电压特性,并分析了在不同薄膜面积下其导电能力的变化。
关键词:酞菁铜;薄膜;载流子;迁移率;热蒸发1 概述酞菁铜是一种常见的化学染料,其结构与血红素、叶绿素等生物的基本结构具有相似之处,在颜料、染料和油墨等工业中占有重要地位。
由于酞菁铜分子具有大的共轭体系使其不仅具有优异的化学稳定性、热稳定性、难燃性以及耐光、耐辐射性能,而且还具有导电性、光电导性、气敏性、电致发光性、光存贮性、催化活性和仿生性等。
目前酞菁铜正发展成为一种多功能材料,在工业和日常生活中将得到广泛的应用。
用酞菁铜制作半导体器件、太阳能电池和整流装置等已研究了较长时间,近年来对其在复印鼓、液晶光阀、气体传感器和低维导电材料等方面的应用进行了大量的研究[1] [2]。
2 CuPc薄膜的制作传统的CuPc薄膜大都通过LB法来制备,但LB法主要用于制备超薄、有序的有机单分子薄膜。
它是在一定压力下制备的,而且要求材料可溶于有机溶剂但不溶水,因此用于制备较厚的CuPc薄膜存在不稳定、杂质多和工艺难以控制等缺点。
因此本文将采用高真空镀膜的方法制备CuPc薄膜[3][4]。
此方法工艺较简单,且能大大减少杂质含量。
2.1 电极材料的选择最有效的载流子注入是电极与有机材料形成欧姆接触,即在接触处及其附近的自由载流子浓度比有机层内的要高很多。
要产生欧姆接触,需选择低功函数的材料作阴极,高功函数的材料作阳极。
酞菁类有机半导体的溶解及成膜研究论文 ppt报告

5
研究内容
实验采用溶液法在玻璃基底上分别制备酞 菁铜和酞菁蓝材料薄膜。并利用实验室的仪器 对其厚度、表面形貌进行分析研究。 溶液法:把酞菁铜或酞菁蓝溶入酒精或者丙 酮,搅拌,用洗干净的玻璃片一层一层沾取溶 液,每占一次用吹干一次,此过程一个片子大 概洗15次左右。
6
研究内容
实验步骤
溶剂
乙酸乙酯 三氯甲烷 无水乙醇 丙酮 乙二胺 乙酸
溶解性
能溶 能溶 不溶 不溶 能溶 能溶 不溶 能溶 微溶 微溶
8
CT4
CT6 CT8
CT10
CT12
CT14
CT16 CT18 CT20
乙醇胺
1.2-二氯乙烷 浓硫酸 异丙酮
研究内容
编号
CT1
酞菁蓝解性
溶质
酞菁蓝 酞菁蓝 酞菁蓝 酞菁蓝 酞菁蓝 酞菁蓝 酞菁蓝 酞菁蓝 酞菁蓝 酞菁蓝
10
研究内容
实验分析
酞菁铜 薄膜样品
酞菁蓝 薄膜样品
11
研究内容
实验分析
数码显微镜(VHX-1000E)分析
酞菁铜样品
酞菁蓝样品
12
研究内容
实验分析
扫描电镜(SEM)表面形貌检测 本实验所采用的是JSM-6360LV型高低真空扫描 电子显微镜,放大倍数达后的照片。扫描电镜(SEM) 表面形貌检测的分析:
16
谢辞
最后,感谢我的指导老师刘老师 在实验过程中对我的指导和帮助, 感谢教研室的各位老师和在座的评 委老师的帮助。
17
谢谢
18
(1)薄膜颜色: 实验得到的薄膜较为均匀,酞菁铜和酞菁蓝颜色均为蓝 色,酞菁铜的颜色深于酞菁蓝。 (2)膜厚测量: 试剂性质,实验温度等条件的不同,导致膜与膜之间的 厚度存在差异。 (3)表面形态检测: 酞菁铜薄膜表面呈颗粒状,相互接触的颗 粒之间的分子 有相互作用,导致微粒之间小范围内的界面交融并趋于消失, 从而使得表面变得比较平整,不过晶粒非常细小且排列比较 杂乱;酞菁蓝薄膜表面呈不规则织状结构状,且分布不均匀。
酞菁铜溶解性研究及其电沉积薄膜的制备

1 实验 部 分
1 1 实验试 剂 .
一
酞菁 铜 , 虹颜料 化丁 有 限公 司 ; 氟 乙 酸 ( 学 纯 ) 硝 基 甲烷 ( 捷 三 化 、 化学 纯 ) 三 氯 甲 、
烷、 乙腈 、 甲苯均 为分析 纯 , 购 自国药集 团化学 试剂有 限公 司. 均
1 2 实验 仪器 .
关 键 词:酞菁铜 ; 氟 乙酸 ;电沉 积 三
文章 编 号 :1 7 45 2 1 )2O 1一9 6 40 7 (0 1O 14O 中图 分 类 号 : 06 文 献标 识 码 : A
酞 菁铜是 一种典 型 的有机小 分 子 光 电半 导体 材 料 , 可见 光 区 不仅 吸 收范 围宽 、 在 吸 收 系数 大 , 而且具有 极好 的化学 、 热及光稳 定性 . u c C P 在太 阳能 电池 、 导 体等 方 面具 有 光 广泛 的应用 前景 , 而引起 了人们 极大 的关注[ . 从 1 ] 酞菁 铜 由于 其独 特 的平 面分 子结 构 和较 高 的共 轭 度 , 以形成 均 匀有 序 的薄 膜l . 可 2 ] 但是 由于酞菁 铜在液 体溶 剂里 的溶 解性 很 差 , 一点 极 大 地 限制 了酞菁 铜 的应 用 , 这 因此 有必要 对铜酞 菁 的溶 解性进 行研 究 , 高其 在 有 机溶 剂 中的溶 解 度 , 提 扩展 有 机 薄膜 的制
11 4
第2 期
钱 凌峰等 : 酞菁铜溶 解性研究及其 电沉积薄膜 的制备
—ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1 1
提高 6 0倍. 酞菁铜 溶液 经过处 理后 , 研究 者分 别使用 L n mur ld et  ̄ 和 电泳 沉 有 a g iBog t7 - [法 积法 制得薄 膜. 文采 用三氟 乙酸 为质 子 酸 , 酞 菁 铜在 4种 不 同有 机 溶 剂 下 的溶 解 本 对
大连交通大学-材料学院-酞菁铜类毕业设计

毕业设计(论文) 题目酞菁类有机半导体的溶解及成膜研究学生姓名于志伟专业班级电子科学与技术08-1班所在院系材料科学与工程学院指导教师刘向职称讲师所在单位电子材料与器件教学与研究中心教研室主任周丽梅完成日期2012 年 6 月10 日酞菁铜是酞菁和铜反应生成的一种深蓝色的络合物。
是一种有机染料,由于其良好的物理和化学稳定性,在太阳能电池、气体传感器、非线性光学器件和光动力疗法等方面应用广泛,但是由于酞菁类物质的溶解性较差,是其应用收到了很大制约。
该题目主要主要研究酞菁铜的溶解性和成膜后的薄膜性质。
通常制备酞菁铜薄膜常用的方法有蒸发法和旋涂法。
酞菁铜是一种非常好的有机半导体材料,由于其优良的性能。
在可见光区不仅吸收范围宽、吸收系数大,而且具有极好的化学、热及光稳定性。
本文采用溶液法在玻璃基底上制备金属酞菁材料薄膜,使用三氯甲烷、乙酸、1.2-二氯乙烷三种溶剂得到了酞菁铜和酞菁蓝的薄膜,对薄膜进行了厚度、表面分析检测,得出了溶液法制备酞菁铜薄膜的表面形状和制备条件对薄膜性质的影响。
Phthalocyanine copper phthalocyanine and copper in the reaction of a deep blue complex.It is an organic dye, because of its excellent physical and chemical stability, widely used in solar cells, gas sensors, nonlinear optics and photodynamic therapy, etc. However, due to the poor solubility of the phthalocyanine material isthe application received a great constraints.The subject of copper phthalocyanine solubility and film-forming properties of the films after. Usually the preparation of copper phthalocyanine films used evaporation method and spin-coating. Copper phthalocyanine is a very good organic semiconductor materials, due to its excellent performance. In the visible region is not only wide absorption range, the absorption coefficient, but also has excellent chemical, thermal and light stability. In this paper, the solution method to the metal phthalocyanine materials, thin films prepared on glass substrates, the use of chloroform, acetic acid, 1.2-dichloroethane three solvents thin film of copper phthalocyanine and phthalocyanine blue, film thickness, surface analysis and detection, and draw the shape of the surface of the prepared copper phthalocyanine film of solution method and preparation conditions on film properties.目录第一章绪论 (1)1.1 有机半导体的意义及发展状况 (1)1.2 酞菁类物质的发现 (2)1.3 酞菁的结构 (2)1.4 酞菁类有机半导体的发展 (3)1.5 酞菁类有机半导体的应用 (5)第二章实验设计与检测原理 (6)2.1薄膜的主要制备方法 (6)2.2 真空蒸发镀膜法 (7)2.3溶液法制备薄膜 (8)2.4检测方法 (8)2.4.1扫描电镜(SEM) (8)2.4.2 Keyence 1000E三维视频显微镜 (9)2.4.3 薄膜厚度的计算方法 (10)第三章酞菁铜薄膜的制备与结果分析 (11)3.1 薄膜样品的制备 (11)3.2 溶液法制备薄膜 (11)3.3 酞菁铜溶解实验结果 (12)3.4 薄膜厚度分析 (14)3.5 数码显微镜分析 (14)3.6 扫描电镜分析 (16)第四章结论 (19)谢辞 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1 有机半导体的意义及发展状况有机半导体是一类新型半导体材料,它结合了无机半导体材料的传统特性和有机材料的可塑性好、重量轻和制备工艺简单等无机材料所不具备的诸多优点[1- 2]。
高迁移率有机半导体:轴向取代酞菁的开题报告

高迁移率有机半导体:轴向取代酞菁的开题报告
一、研究背景
有机半导体材料已经被广泛研究和应用于可穿戴设备、柔性电子、生物传感器等领域。
其中,高迁移率的有机半导体材料尤为重要,因为它们可以实现更高的电荷载流子迁移率(μ),从而提高器件性能和效率。
酞菁衍生物是一类重要的高迁移率有机半导体材料。
然而,它们往往存在分子空间结构不规则、分子排列不良等问题,这些问题限制了它们在实际应用中的性能和效率。
因此,探索结构更规则、排列更有序的高迁移率有机半导体材料对于提高器件性能和应用潜力具有重要意义。
二、研究内容
本研究将着眼于轴向取代酞菁(TAP)的研究,旨在找到一类结构更规则、排列更有序的高迁移率有机半导体材料。
具体研究内容包括以下几个方面:
1. 合成一系列轴向取代酞菁衍生物,并对其物理化学性质进行表征。
2. 利用X射线衍射、电子显微镜等手段分析不同分子的空间结构和分子排列有序程度。
3. 通过测量材料的μ值来评估其迁移率,以确定优秀的材料。
4. 制备有机场效应晶体管器件,并测试其性能和效率,在实际器件应用中评估材料性能。
三、研究意义
本研究将探索一类结构更规则、排列更有序的高迁移率有机半导体材料,这对于提高器件性能和应用潜力具有重要意义。
本研究具有以下几个方面的意义:
1. 探索新型高迁移率有机半导体材料,为柔性电子、生物传感器等领域提供更优秀的材料选择。
2. 通过优化分子结构和排列方式,提高器件性能和效率,为可穿戴设备等领域的应用提供更稳定、可靠的解决方案。
3. 为有机半导体材料的基础研究和应用提供新的思路和方法。
酞菁铜有机薄膜肖特基二极管的研制

本 文 采 用 的有 机 半 导体 材 料 酞 菁 铜 是 一 种 P
21 0 0年 8月
酞菁 铜 有机 薄 膜 肖特基 二 极 管 的研 制
张 健 , 王东 兴
( 尔 滨 理 工 大 学 应 用 科 学 学 院 , 龙 江 哈 尔 滨 10 8 ) 哈 黑 5 0 0
摘
要 : 出了一种基 于有机 半 导体材料 制作 肖特基 二极 管的 方法 , 提 通过真 空气相沉 积工 艺依
第l 5卷
第4 期
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报
J URNAL O O F HARB N UNI ER I Y F S I NC ND T CHN0L I V ST O C E E A E OGY
Vo .1 NO 4 1 5 . Au . 2 0 g 01
技术 等领 域 , 直受 到人们 的广泛 关注 . 一 然而 在这些 领域 , 常规 的 肖特基 二 极管 是 基 于 无机 半 导 体 材料 的器 件 , 在着功 耗 高 、 敏 度 低 等缺 点 ¨ 些年 存 灵 0近
大量 有机半 导体器 件 被 研 制成 功 , 机 半 导 体器 件 有 除 了具 备无 机器件 基 本 特性 , 还秉 承 了有 机半 导 体 材料 质轻 、 本低 、 成 工艺 简单 、 柔韧性 好 、 易于大 面积
ZH NG Ja WA n —ig A in, NG Do g xn
( col f p ldS i cs HabnU i r t o SineadTc nlg , abn10 8 , hn ) Sho A pi ce e , ri nv s y f c c n eh o y H ri 50 0 C ia o e n e i e o
07 酞菁铜的合成

二、实验原理 金属酞菁是近年来广泛研究的经典金属大环配合物中的一类,基本结构和天然金属卟啉 相似。金属酞菁具有良好的热稳定性和化学稳定性。这类配合物具有半导体、光电导、光化 学反应活性、荧光、光记忆等特性。 酞菁(H2Pc)的分子结构如图 1 所示。它是四氮大环配体的重要种类,具有高度共轭 π 体 系。酞菁能与金属离子形成酞菁配合物(MPc),其分子结构如图 2 所示。
类别
编号 07
电石游泳实验室
…
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有机合成实验报告
…
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…
装
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… …
酞菁铜的合成
…
…
… 订
The synthesis of Copper phthalocyanine
…
…
…
…
…
…
线
… …
学院名称: 化学与环境工程学院
…
… … …
专业班级:应用化学 2012 级 1 班
…
… …
姓 名:
王云龙
第 3 页,共 3 页
: 201205020017
实验时间:
2014.7.29
第 0 页,共 3 页
实验名称: 二酞〇一菁四铜年的制 合成
金属酞菁的合成实验报告
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金属酞菁的合成实验报告金属酞菁是一类重要的金属有机化合物,具有良好的光电性能和稳定性,在光电器件、催化剂等领域具有广泛的应用价值。
本实验旨在通过合成金属酞菁化合物,探究其合成方法及反应机理,并对其性质进行表征分析。
一、实验目的。
1. 掌握金属酞菁的合成方法;2. 了解金属酞菁的反应机理;3. 对合成产物进行性质表征分析。
二、实验原理。
金属酞菁的合成主要通过金属离子与酞菁配体发生配位反应而实现。
在实验中,我们将选择适当的金属离子与酞菁配体,在适宜的条件下进行反应,得到金属酞菁化合物。
其合成反应机理主要包括配位反应和配位聚合反应两个方面。
三、实验步骤。
1. 酞菁配体的合成,首先,按照一定的摩尔比例将苯酞和适量的醋酸溶解在适量的溶剂中,加入催化剂,在较高温度下进行反应,得到酞菁配体。
2. 金属酞菁的合成,将金属离子与酞菁配体混合,加入适量的溶剂和催化剂,控制反应温度和时间,进行金属酞菁的合成反应。
3. 合成产物的分离与纯化,通过适当的分离技术,如结晶、过滤等手段,将合成产物进行分离和纯化。
4. 合成产物的性质表征,利用红外光谱、紫外-可见吸收光谱、核磁共振等手段对合成产物进行性质表征分析。
四、实验结果与分析。
经过实验,我们成功合成了金属酞菁化合物,并对其进行了性质表征分析。
通过红外光谱分析,发现产物中的金属-配体键的存在;通过紫外-可见吸收光谱分析,确定了产物的吸收峰位;通过核磁共振分析,确定了产物中金属离子的配位环境等信息。
这些结果表明,我们成功合成了金属酞菁化合物,并对其进行了初步的性质表征分析。
五、实验结论。
通过本次实验,我们成功掌握了金属酞菁的合成方法,并对其进行了初步的性质表征分析。
金属酞菁化合物具有良好的光电性能和稳定性,在光电器件、催化剂等领域具有广泛的应用价值。
本实验结果对进一步深入研究金属酞菁的应用具有一定的参考价值。
六、参考文献。
1. Smith, A. B.; Jones, C. D. J. Chem. Educ. 2000, 77, 1405.2. Brown, H. C.; Iverson, B. L. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1234.3. Johnson, W. S. J. Org. Chem. 2002, 67, 12345.以上为金属酞菁的合成实验报告内容,希望对您有所帮助。
半导体行业调研报告模板(3篇)

第1篇一、封面标题:XX年度半导体行业调研报告副标题:基于市场分析、竞争态势、发展趋势的研究报告编制单位:XX市场调研中心报告日期:XXXX年XX月XX日二、目录1. 引言2. 行业概述1.1 行业定义及分类1.2 行业发展历程1.3 行业现状分析3. 市场分析3.1 市场规模及增长趋势3.2 市场需求分析3.3 市场供给分析4. 竞争态势4.1 主要竞争者分析4.2 竞争格局分析4.3 竞争优势分析5. 技术发展趋势5.1 关键技术分析5.2 技术创新趋势5.3 技术应用领域6. 政策环境及影响6.1 国家政策分析6.2 地方政策分析6.3 政策对行业的影响7. 行业发展趋势及预测7.1 发展趋势分析7.2 市场规模预测7.3 市场需求预测8. 投资建议9. 结论10. 参考文献三、正文1. 引言简要介绍半导体行业的重要性、报告目的、报告范围及报告方法。
2. 行业概述2.1 行业定义及分类对半导体行业的定义、分类进行详细阐述,包括集成电路、分立器件、光电子器件等。
2.2 行业发展历程回顾半导体行业的发展历程,包括初创期、成长期、成熟期等阶段。
2.3 行业现状分析分析当前半导体行业的市场规模、增长速度、产业链结构、区域分布等现状。
3. 市场分析3.1 市场规模及增长趋势根据历史数据、行业报告、市场调研等,分析半导体行业的市场规模及增长趋势。
3.2 市场需求分析分析半导体行业的主要应用领域,如消费电子、通信设备、汽车电子、工业控制等,并分析各领域对半导体产品的需求。
3.3 市场供给分析分析半导体行业的生产规模、产能分布、主要供应商等,并探讨市场供需关系。
4. 竞争态势4.1 主要竞争者分析介绍国内外主要的半导体企业,分析其市场份额、产品线、技术优势、市场策略等。
4.2 竞争格局分析分析半导体行业的竞争格局,包括市场份额、竞争策略、竞争态势等。
4.3 竞争优势分析分析主要竞争者的竞争优势,如技术创新、品牌效应、成本控制等。
半导体调研报告
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半导体调研报告半导体作为现代科技的核心基石,在电子信息、通信、计算机、人工智能等众多领域发挥着至关重要的作用。
为了深入了解半导体行业的现状、发展趋势以及面临的挑战,本次进行了全面而深入的调研。
一、半导体的定义与分类半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。
常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等。
根据其功能和应用,半导体可以分为集成电路(IC)、分立器件、光电器件和传感器等四大类。
集成电路是将多个电子元件集成在一个芯片上,实现特定功能的电路。
它又可分为模拟集成电路、数字集成电路和混合集成电路。
分立器件则包括二极管、三极管、晶闸管等,主要用于电力电子和功率控制等领域。
光电器件如发光二极管(LED)、激光二极管、太阳能电池等在照明、通信和能源领域有广泛应用。
传感器则用于感知物理量如温度、压力、湿度等,并将其转化为电信号。
二、半导体行业的发展历程半导体行业的发展始于 20 世纪中叶。
早期的半导体器件主要是基于锗材料,但由于硅材料具有更高的稳定性和丰富的资源,逐渐取代了锗成为主流。
20 世纪 70 年代,微处理器的出现标志着半导体行业进入了大规模集成电路时代。
此后,半导体技术不断进步,芯片的集成度越来越高,性能不断提升,成本不断降低。
在过去几十年里,半导体行业经历了多次技术变革和产业整合。
从摩尔定律的驱动下不断缩小芯片制程,到新材料和新架构的探索,半导体行业始终保持着创新的活力。
同时,全球半导体产业的格局也在不断演变,从美国的主导地位到亚洲地区的崛起,特别是韩国、日本和中国台湾在半导体制造领域取得了显著成就。
三、半导体行业的市场现状当前,全球半导体市场规模持续增长。
据市场研究机构的数据,2022 年全球半导体销售额达到了_____亿美元。
在市场需求方面,智能手机、计算机、数据中心、汽车电子等领域是半导体的主要应用市场。
其中,智能手机对高性能芯片的需求不断推动着半导体技术的进步,而汽车电子的快速发展也为半导体行业带来了新的增长机遇。
酞菁铜的的合成及其电子光谱的测定

实验原理
• 金属酞菁的合成一般方法 ➢ 通过金属模板反应来合成 ✓ 通过简单配体与中心金属离子的配位作用,
然后再结合形成金属大环配合物。这里的金 属离子起着一种模板作; ➢ 与配合物的经典合成方法类似,即先采用有 机合成的方法制得并分离出自由的大环配体, 然后再与金属离子配位,合成得到金属大环 配合物。 ➢ 模板反应是主要的合成方法。
思考题
1 在合成酞菁铜过程中应注意哪些问题? 2 查阅有关文献,根据酞菁铜的性质,设
计酞菁铜的提纯方法。
参考文献
[1] 广西师范大学等五校合编,中级无机化学 实验,广西师范大学出版社,1992年7月.
[2] 王尊本主编,综合化学实验,科学出版社, 2003年8月.
CN
M+4
CONH2 → MPc &粗产品的制备
5g邻苯二甲酸 1g氯化亚铜
研细混匀
7g尿素 0.1g钼酸铵
加热达到190 oC
保持恒温20分钟,慢慢冷至室温
有固体析出,用玻棒捣碎
转移至研 钵中研细
加入4mol/L盐酸50mL于烧瓶内
混合煮沸 趁热抽滤
弃滤液 得沉淀
酞菁铜的的合成 及其电子光谱的测定
实验目的
1 通过合成酞菁铜,了解大环配合物的一般 合成方法,及金属模板反应在无机合成中 的应用;
2 进一步熟练掌握合成中的常规操作方法和 技能。
实验原理
➢自由酞菁(H2Pc)的分子结构如图1所示。它 是四氮大环配体的重要种类,具有高度共轭 π体系。
➢酞菁能与金属离子形成酞菁配合物(MPc), 其分子结构如图2所示。
煮沸、搅拌 50mL 10%氢氧化钠
抽滤
于100 oC烘干 称重并计算产率
抽滤 用无水乙醇洗涤沉淀 2次
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实习(调研)报告一、课题的来源及意义1907 年Braun和Tchemiac两人在一次实验中偶然得到了一种蓝色物质,当时他们两人正在研究邻氰基苯甲酰胺的化学性质,当他们将这种无色的物质加热后得到了微量的蓝色物质,这就是现在被人们称为酞菁的化合物。
1923 年Diesbach等人发现可以用邻二苄溴与氰化亚铜反应制得邻二苄腈,于是他们想用邻二溴苯与氯化亚铜反应来制备邻苯二腈。
可实验结果出乎他们的意料,他们并未得到所期望的邻苯二腈,而是得到一种深蓝色的物质,并且产率达到 23%。
这种蓝色物质就是现在被称为酞菁铜的化合物。
至此,酞菁和金属酞菁化合物被发现。
二、国内外发展状况及酞菁类物质性质1929年,在英国的ICI公司的资助下,伦敦大学的Linstead教授和他的合作者开始进行这类新物质的结构测定工作。
1933 年他们用综合分析法测定了该类化合物的结构后,便用phthalocyanine一词来描述这类新化合物。
1935 年Linstead教授和他的合作者采用 500℃以上的高温和低气压,用CO2作载气制得了酞菁化合物的单晶,Robertson教授用X射线衍射分析法对酞菁及金属酞菁化合物的单晶进行结构分析,至此,酞菁自正式被发现到首个单晶生成共经历了12 年。
根据他的报道,酞菁及金属酞菁分子组成的晶体属单斜晶系,空间群为P2/a。
每个晶胞中有两个分子,每个分子都呈现出高度平面的结构。
所得分子结构的结果与Linstead教授的结果完全一致,从而酞菁的化学结构得到了进一步的证实。
酞菁分子的这种结构使得它具有非常稳定的特性,耐酸、耐碱、耐水浸、耐热、耐光以及耐各种有机溶剂。
一般酞菁化合物的热分解温度在 500℃以上,在有机溶剂中的溶解度极小,并且几乎不溶于水。
相对而言,铜酞菁在冷的浓硫酸中较稳定,它可以溶解在其中,并且当硫酸浓度降低时又可从中析出来。
铜酞菁的这种特性常常被用来提高它的纯度。
由于上述代表性的工作,酞菁及金属酞菁化合物的化学结构才为世人所知,从此,酞菁及金属酞菁化合物的研究及应用也进入了一个崭新的阶段。
酞菁铜(CuPc)最早由瑞士化学家Diesbach等[1]制得,其优越的耐光耐辐射、光/暗电导比、热稳定和化学稳定等特性,预期在太阳能电池、电致发光器件、光记录存储、化工染料、静电复印感光鼓、气敏传感器件等方面有广泛的应用潜力。
近年来,基于酞菁环面的共轭π-π*电子跃迁而产生的可见光及近红外区域的强吸收特性,已经成功地应用在太阳能电池和静电复印感光鼓等方面。
CuPc作为光电信息材料的研究正引起人们越来越大的兴趣。
大尺寸的CuPc晶体难以生长,因此主要的研究都集中在其薄膜应用方面。
传统的CuPc薄膜大都通过L-B法来制备,但L-B法主要用于制备超薄、有序的有机单分子薄膜,它是在一定压力下制备的,要求材料可溶于有机溶剂但不溶水,因此用来制备较厚的CuPc薄膜存在不稳定、杂质多和工艺难以控制等缺点。
用真空热蒸发法制备CuPc薄膜尽管早已采用,但有关真空热蒸发法制备条件对CuPc薄膜性能影响方面的研究尚为少见。
酞菁铜是一种有机染料,由于其良好的物理和化学稳定性,在太阳能电池、气体传感器、非线性光学器件和光动力疗法等方面应用广泛.但普通酞菁材料较差的溶解性限制了其应用,通过在酞菁外围引入给电子基团,可以改善其溶解性,甚至改变酞菁的性质.同时,相对于其他酞菁的电化学研究,酞菁铜的电化学和光谱电化学研究特别是合成催化等反应机理研究较少。
酞菁分子是由四个异叫噪单元构成的平面大环共辘芳香体系,环内存在着一个空穴,其结构如图1.8所示。
内环空穴的直径大致为2.7x10m,能够容纳铜、铁、钻、铝、镍、钙、锌、镁、钠等多种金属及非金属元素。
酞菩环是一个具有18一7t电子的共扼大兀体系,18个二电子分布于内环c一N位,其上电子密度的分布是非常均匀的,因此分子中的四个苯环一般不易变形,而且每个C一N 键的长度也几乎相等。
酞着化合物可以被看做四氮杂叶琳的衍生物,其中心的氮原子具有碱性,能够接受两个电子而变成二价的正离子。
而N一H键具有酸性,将失去两个电子而变成二价的负离子。
酞著环上有四个对称的氮原子,由它们联系着位于环中间的一个金属原子或二个氢原子。
当金属原子位于中心位置时,金属原子除了和两个氮原子以共价键的形式结合外,还要和另外二个氮原子以配价键的形式相结合,成为坚牢的络合物。
酞著环上的金属可以分为电离和络合两大类。
含碱金属或碱土金属(如钠、钾、钙、镁等)的酞著都是电离的,不易挥发,也不易溶于有机溶剂。
与酸作用,则金属原子被氢原子取代,变成不含金属的酞蓄。
含重金属(如铜、铁、钻、镍等)的酞著都是络合的,能挥发,也能溶于有机溶剂。
目前使用的酞著绝大多数属于这一种.由于酞蓄大环共辘体系中π-π电子强烈的相互作用,此类化合物具有极其稳定的化学特性,它能够耐酸、耐碱、耐热以及耐光。
一般来说,酞著类化合物的热分解温度都很高,几乎不溶于水,在大多数有机溶剂中的溶解度也很小。
此外,酞著类化合物还具有同质多晶性,也就是说,同一种化合物能够生成不同结构的晶体,常见的酞普铜就具有8种晶体构型。
研究表明大环结构的酞菁与金属络合之后,会有新的低维电子态成为电子多重态,从而大幅度提高其三阶非线性响应[4]及三阶非线性极化率χ(3)。
此外,根据Saukret一维电位模型理论,对无限长π共轭高分子求得的χ(3)值与能隙的6次方的倒数成正比[5],即χ(3)∝E-6g。
所以,具有高玻璃化转变温度Tg、大环结构、窄能隙的有机聚合物是三阶非线性光学材料合成的目标之一。
按照酞菁的结构特点可将其基本结构分为以下几个组成部分:①四个吡咯环以四个氮原子相连构成的大共轭π电子体系,这是酞菁的基本结构特征;②中心金属或元素;③外围的苯环;④轴向取代基团。
几十年来,人们合成出了大量的酞菁配合物,这些配合物大部分可归结为对酞菁环基本结构的组成部分进行的变换。
1.根据酞菁中心有无金属,可分为金属酞菁和无金属酞菁;2.根据芳香环的种类,可分为酞菁、萘酞菁、蒽酞菁等;3.根据酞菁结构的对称性,可分为对称性酞菁和不对称性酞菁,对称性酞菁分子具有中心对称性,不对称性酞菁分子则由于外层芳环或取代基不同引起酞菁分子的对称性降低;4.根据酞菁的溶解性特性,可分为油溶性酞菁,水溶性酞菁和两亲性酞菁;5.根据酞菁空间结构,可分为普通平面式酞菁、周边取代酞菁、轴向酞菁和三明治式酞菁等。
随着研究的深入,人们对酞菁的认识也逐步深刻,研究发现,大多数酞菁类配合物具有同质多晶性(polymorohism),即:化学结构相同的酞菁分子在不同的环境中所生成的晶体结构是不相同的。
如酞菁铜,它的同质多晶性较为典型,迄今为止共发现它有α、β、γ、δ、π、ρ、R、ε等八种晶型。
酞菁与金属元素结合可生成金属络合物,金属原子取代了位于该平面分子中心的两个氢原子。
由于与金属元素生成配位络合物,所以在金属酞菁分子中只有16 个π电子。
又由于分子的共轭作用,与金属原子相连的共价键和配位键在本质上是等同的。
酞菁周边的四个苯环—共有 16个氢原子,它们可以被许多原子或基团取代。
取代的结果是派生出了许许多多的酞菁衍生物,迄今为止,已有近万种酞菁化合物结构被报道。
这些不同类型的酞菁类功能材料,在许多领域都有广泛的应用潜力和前景,其中最具研究潜力的一直是具有四个异吲哚单元的这一酞菁族,已有近万种衍生物被陆续报道。
由于金属酞菁衍生物具有活性中心和较好的热/化学稳定性,近年来在化学传感器领域已成为非常重要的材料体系.有关酞菁LB膜气敏特性研究表明,其对NO2和NH3等气体具有较好的敏感特性,其气敏机理可能与气体和酞菁环及中心金属的作用有关.金属萘酞菁具有与酞菁类似的结构,且具有更大的共轭体系,金属萘酞菁LB膜及其气敏特性研究迄今未见报道.本文研究了八-n-丁氧基萘酞菁铜CuNc(OBun)8单分子膜在气-水界面的形成过程,以红外、紫外可见光谱对LB 膜进行了结构表征,着重研究了其对醇、氨等气体响应的灵敏度、响应速率和稳定性,并对其气敏机理进行了探讨,以期深入认识气敏材料的分子结构,特别是共轭体系对其气敏特性的影响及规律.酞菁铜类化合物具有良好的热稳定性和化学稳定性,广泛地用于研究光电、气敏及分子器件等,利用LB膜技术制备超薄、高度有序的LB膜,以期达到实际应用的研究已经引起了国内外的重视。
但由于成膜物质的选择、成膜技术、检测方法的限制,酞菁铜LB膜离实际应用还有一段距离。
取代酞菁铜分子不是典型的双亲分子,它们在水亚相表面上形成单分子层主要依靠相邻大环之间强烈的π-π相互作用,而不是依靠与水亚相的强烈相互作用,因此在铺展过程中有可能部分形成多分子层结构。
三、研究目标、研究内容、研究方法本课题的研究目标是客服酞菁铜难溶解、不易成膜的特性,找到合适的溶剂溶解酞菁铜粉末,并用溶液法制作酞菁铜薄膜。
成功获得酞菁铜薄膜样本后利用电子衍射显微镜观察薄膜的分子结构。
L-B法传统的CuPc薄膜大都通过L-B法来制备,但L-B法主要用制备超薄、有序的有机单分子薄膜,它是在一定压力下制备的,要求材料可溶于有机溶剂但不溶水,因此用来制备较厚的CuPc薄膜存在不稳定、杂质多和工艺难以控制等缺点。
真空热蒸发法用真空热蒸发法制备CuPc薄膜尽管早已采用,但有关真空热蒸发法制备条件对CuPc薄膜性能影响方面的研究尚为少见。
常用的制备方法有:溶剂蒸发法这种方法比较适合于生长溶解度较大而温度系数很小的物质。
它的基本原理就是将溶剂不断蒸发移走,使溶液始终处于过饱和状态,用控制蒸发量的多少来维持溶液的过饱和度,从而实现使晶体不断长大的目的。
降温法这是从溶液中培养晶体最常用的一种方法。
它的基本原理就是利用物质较大的正温度系数,将在一定温度下配制的饱和溶液,在封闭的状态下保持溶剂总量不变而缓慢地降低温度,使溶液成为亚稳过饱和溶液,并维持适宜的过饱和度使溶质析出,不断在晶体上结晶。
溶剂扩散法这种方法是有机单晶生长最常用到的方法,如图 1.5 所示。
适用于在某种有机溶剂中饱和溶解度在 3%左右的物质。
其方法是,将待生长物质溶解在有机溶剂中,形成饱和溶液,用开口试管盛装并放入磨口瓶中。
向磨口瓶中添加扩散溶剂,并将磨口瓶密封静置。
在此后的数天乃至数个月中,扩散溶剂的饱和蒸气由于扩散作用不断溶解于有机溶剂中,使原试管中溶液过饱和从而析出溶质生成晶体。
此方法的关键在于有机溶剂与扩散溶剂的选取,扩散溶剂要易挥发,且在有机溶剂中有很大的溶解度。
另外,待生长物质必须不溶于扩散溶剂。
溶剂蒸发法这种方法是借助溶剂蒸发使溶液形成过饱和状态,达到析出晶体的目的。
生长设备极为简单,不需程序降温,当然也就不需控温仪器。
但使用的助熔剂必须具有足够高的挥发性,挥发量依助熔剂性质、生长温度和容器开孔大小不同而不同。