两种芴类敏化染料的合成及光电性能研究（加急）

将噻吩和呋喃通过缩合反应分别连接到芴的9位,再通过Vilsemier反应,对芴上噻吩或呋喃的2位进行甲酰化,最后与腈乙酸进行Knoevenagel反应,连接上锚定基团,得到两种以芴作为供电基团,以噻吩或呋喃作为π桥的染料F-S和F-O。所有的产物及中间产物均进行了~1HNMR验证。测试两种染料的光学性能后发现,虽然两种染料在结构上仅仅是一个原子之差,但是染料F-O的紫外-可见吸收光谱的最大吸收波长相对于染料F-S红移了20 nm。随后组装成电池测试其光电转换性能,结果发现染料F-O的光电转换效率(η)达到了2.76%,而染料F-S的光电转换效率仅仅为1.98%。这说明:引入合适的π桥能够大大地提高芴类染料的光电性能。     

7-二芳氨基香豆素类荧光染料的合成及光谱性能

以7-二芳氨基香豆素为电子给体,联噻吩和联苯噻吩为π桥,氰乙酸为电子受体设计合成了两个“D-π-A”型香豆素类光敏染料,通过核磁共振氢谱及高分辨质谱测定,确认其化学结构,测定了其紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱。采用密度泛函理论-高斯密度泛函（DFT-B3LYP/6-31G(d)）对化合物进行几何优化,并进一步用TD-DFT方法计算得到吸收光谱和发射光谱,分析了构效关系。结果表明,与二苯氨基香豆素光敏染料相比,二芴氨基香豆素光敏染料的基态能级差分别由2.49 eV和2.62 eV减小至2.31 eV和2.49 eV;激发态能级差也相应减小了0.52 eV和0.42 eV;与以联苯噻吩为π桥的光敏染料相比,以联噻吩为π桥的光敏染料具有更好的分子平面性,最大吸收波长分别红移19 nm和4 nm,发射波长则分别红移16 nm和9 nm。     

7-二芳氨基香豆素类光敏染料的合成及光谱性能

以7-二芳氨基香豆素为电子给体,联噻吩或联苯噻吩为π桥,氰乙酸为电子受体设计合成了两个"D-π-A"型香豆素类光敏染料(Ⅴ1和Ⅴ2),通过核磁共振氢谱及高分辨质谱测定,确认其化学结构,测定了其紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱。采用密度泛函理论-高斯密度泛函〔DFT-B3LYP/6-31G(d)〕对化合物进行几何优化,并进一步用TD-DFT方法计算得到吸收光谱和发射光谱,分析了构效关系。结果表明,与7-二苯氨基香豆素光敏染料(Ⅴ_3和Ⅴ_4)相比,7-二芴氨基香豆素光敏染料(Ⅴ_1和Ⅴ_2)的基态能级差分别由2.49 eV和2.62 eV减小至2.31 eV和2.49 eV;激发态能级差也相应减小了0.52 eV和0.42 eV;与以联苯噻吩为π桥的光敏染料(Ⅴ_2和Ⅴ_4)相比,以联噻吩为π桥的光敏染料(Ⅴ_1和Ⅴ_3)具有更好的分子平面性,最大吸收波长分别红移4nm和19 nm,发射波长则分别红移9 nm和16 nm。     

联噻吩型光敏染料的研究进展

简要介绍了染料敏化太阳能电池的研究现状及染料敏化太阳能电池的结构、工作原理.重点将近10年来应用于染料敏化太阳能电池中的,以联噻吩作为π共轭体系的D-π-A型有机染料进行了总结,评述了它们的光电转换性能.同时,总结了将联噻吩基团引入到钌配合物染料中,对电池性能的影响.为设计合成具有高光电转换效率的染料提供了参考.介绍了联噻吩型染料重要中间体的合成方法.     

新型D-π-A染料分子的理论设计

主要采用密度泛函理论的B3LYP方法,分别对四种新型D-π-A染料分子的几何结构进行优化,获得了四种新型D-π-A染料分子的稳定构型,并研究设计出了同种D-π-A型不同受体基团的有机染料敏化分子结构中的差异对敏化剂分子染料电池性能的影响。最后对结构不同的四种新型D-π-A受体基团的染料分子的量子化学数据进行分析,研究最终得出最好的受体基团。     

吩噁嗪-吩噻嗪基双D染料的光伏性能研究

将N-苯基吩噁嗪单元连在吩噻嗪单元的7号位上,以噻吩为π单元,氰基乙酸为A单元,构成一种新型的D-D-π-A型染料分子PTZ-4。通过光物理和电化学性能测试,分析染料分子的光捕获能力和分子能级分布。同时,将PTZ-4染料应用到DSSC中,测试器件光伏性能。结果表明,该染料在可见光区有着较好的光捕获能力,在300~500 nm间有较大的吸收。分子的能级符合DSSC的要求,且其器件的光电转换效率为4.18%。     

SD2有机染料敏化剂量子化学研究

以SD2染料分子在DSSC中的性能表现,为了拓宽SD2染料分子的光谱响应范围,降低最低空轨道与最高占用轨道之间的能级差值,现以SD2染料分子的电子给体和电子受体为基本框架,将其原来的吲哚单元和噻吩单元用一种共轭π桥(标记为A)和四种辅助电子受体(标记为1,2,3,4)替换。为了尽可能全面的表征新设计的16种染料分子在DSSC中的相关性能,前线分子轨道能级,紫外可见吸收光谱,自然键轨道分析,分子内电荷转移,电荷及空穴的重组能,短路电流密度和开路电压的相关参数通过量子化学的方法被一一计算出来。根据这些相关物理量的计算结果并结合这些染料分子在上述方面的表现,在这4个新设计的染料分子与二氧化钛结合,通过计算这4种配合物的几何构型,前线轨道分布,电子的垂直激发能,在三氯甲烷溶液中的紫外可见吸收光谱以及在激发过程中的轨道跃迁占比。     

取代单噻吩染料敏化剂的合成与性能

本文选择三苯胺为电子给体,氰基乙酸为电子受体,分别以烷基取代单噻吩（烷基链分别为H、CH3、C4H9、C6H13、C8H17）为π-共轭桥链,合成了D-x系列5种有机染料敏化剂。考察了烷基链的引入及其长短对染料敏化剂光物理、电化学和光伏等性能的影响。结果表明：引入烷基侧链的D-2~D-5,紫外-可见光谱（UV-vis）发生蓝移;随着烷基链的延长,光生电流密度（Jsc）减小,开路电压（Voc）和填充因子（FF）呈增大趋势;甲基取代的染料D-2获得最高光电转换效率5.64%。     

取代联噻吩染料敏化剂的合成与光伏性能研究

合成了以三苯胺为电子给体,氰基乙酸为电子受体,乙烯基单噻吩、乙烯基联噻吩和乙烯基烷基取代联噻吩作为共轭桥链的4个有机染料TD1、TD2、TD3和TD4。用核磁共振、质谱和傅里叶变换红外光谱对其结构进行了表征。通过电池性能、吸收和发射光谱分析及电化学测试,研究了增加共轭桥链、引入烷基链及烷基链的长短对染料光物理、电化学和光伏等性能的影响。结果表明,引入烷基链可以显著地提高短路电流和开路电压,并获得了较高的光电转化效率。其中以己基取代联噻吩作为共轭桥链的TD3,表现出最大的光电转化效率6.78%,达到了相同条件下测得的N719(7.64%)光电转化效率的88.7%。     

取代联噻吩染料敏化剂的合成与光伏性能

合成了以三苯胺为电子给体,氰基乙酸为电子受体,乙烯基单噻吩、乙烯基联噻吩和乙烯基烷基取代联噻吩作为共轭桥链的4个有机染料TD1、TD2、TD3和TD4。用核磁共振、质谱和傅里叶变换红外光谱对其结构进行了表征。通过电池性能、吸收和发射光谱分析及电化学测试,研究了增加共轭桥链、引入烷基链及烷基链的长短对染料光物理、电化学和光伏等性能的影响。结果表明,引入烷基链可以显著地提高短路电流和开路电压,并获得了较高的光电转化效率。其中以己基取代联噻吩作为共轭桥链的TD3,表现出最大的光电转化效率6.78%,达到了相同条件下测得的N719(7.64%)光电转化效率的88.7%。     

取代单噻吩染料敏化剂的合成及性能

该文选择三苯胺为电子给体,氰基乙酸为电子受体,分别以烷基取代单噻吩(烷基链分别为H、CH3、C4H9、C6H13、C8H17)为π-共轭桥链,合成了D-x系列5种有机染料敏化剂。考察了烷基链的引入及其长短对染料敏化剂光物理、电化学和光伏等性能的影响。结果表明,引入烷基侧链的D-2~D-5,紫外可见光谱(UV-vis)发生蓝移;随着烷基链的延长,光生电流密度(Jsc)减小,开路电压(Voc)和填充因子(FF)呈增大趋势;甲基取代的染料D-2获得最高光电转换效率5.64%。     

三苯胺双供体类染料敏化剂的合成与性能

选择以氰基乙酸作为电子受体,以苯环、噻吩以及联噻吩作为共轭桥链,分别合成了以1个三苯胺作为电子供体的参比染料ST-1和以2个三苯胺作为电子供体的染料DT-1与DT-2。并用核磁共振、傅里叶红外光谱以及质谱对目标产物的结构进行了表征。分别考察了增加1个三苯胺供体和延长共轭桥链对染料敏化剂的光物理性能、电化学性能和光伏性能的影响。结果表明,当增加1个额外的三苯胺供体后,染料的开路电压(Voc)得到明显提高,其中染料DT-1在可见光区的吸收很弱,短路电流密度(Jsc)变小,相比之下,在共轭桥链中以联噻吩替换单噻吩后,染料DT-2在可见光区的吸收明显增强,Jsc增大,表现出最高的光电转化效率3.91%。     

三苯胺双供体类染料敏化剂的合成与性能研究

本文选择以氰基乙酸作为电子受体,以苯环,噻吩以及联噻吩作为共轭桥链,分别合成了以一个三苯胺作为电子供体的参比染料ST-1和以两个三苯胺作为电子供体的染料DT-1与DT-2。并用核磁共振、傅里叶红外光谱以及质谱对目标产物的结构进行了表征。考察增加一个三苯胺供体和延长共轭桥链对染料敏化剂的光物理性能、电化学性能和光伏性能的影响。实验结果表明,当增加一个额外的三苯胺供体后,染料的开路电压（Voc）得到明显提高,其中染料DT-1的在可见光区的吸收很弱,电流密度（Jsc）变小,相比之下,在共轭桥链中以联噻吩替换单噻吩后,染料DT-2的在可见光区的吸收明显增强,Jsc增大,表现出最高的光电转化效率3.91%。     

硫靛染料发色体结构与性质的泛函理论研究

在密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31 G*水平上对硫靛染料发色体的几何结构进行优化计算,在获得基态稳定结构的基础上,应用含时密度泛函理论(TD—DFT)方法在相同水平计算电子吸收光谱。探讨了给电子基团对电子吸收光谱的影响。结果表明:给电子基团给电子能力的增强使光谱产生一定的红移。通过对前线轨道组成进行自然布居分析,揭示了硫靛染料的发光均源自分子中HOMO-LUMO(π→π*)电子跃迁。     

芳香族氟化物在染料方面的应用

含氟染料的合成是把氟元素引入到有机分子中的方法得到令人满意进展以后的事。由于更多的芳香族氟化物特别是三氟甲基苯系列物的合成,典型染料结构变化可以说明氟元素引入芳香族分子中所产生的影响。最近以来生产的染料很少给出其结构式,所以要确切统计当前已应用了多少含氟染料是不可能的。当然含氟染料目前在染料工业生产中的比重还是比较小的。偶氮染料在染料分子中引入三氟甲基要比引入其它基团的     

酸性和分散染料的染色性能与商品化

因此,若选择高的范德华力和平面分子间的π～π作用力,可使染料粒子与表面活性剂间形成牢固的结合,故而高聚合度木质素,多苯乙烯要比低分子(?)环的分散稳定性好。若采用多苯乙烯为疏水基,则随苯环增加,与染料结合的范德华力愈强,高温分散性愈好。而木质素分子中还含有酚羟基,甲氧基和羰基等基团,它们可与染料分子的氨基,羟基,烷氧基形成氢健,因此,与染料的结合力更强,体系更稳定。所以一般高磺化度,高聚合的木质素磺酸钠要比低磺化度,低聚合度木质素磺酸钠的高温分散性好。     

桥连吸附基团对酞菁敏化太阳能电池性能的影响

染料敏化太阳能电池中,光敏剂是影响电池光伏性能的重要因素,其中酞菁类光敏剂在红光区具有优良的光吸收性能,光化学稳定性高。根据染料敏化太阳能电池的工作原理,通过扩大共轭结构和引入吸电子结构,可以有效的调节染料的能级。综述了吸附基团和桥连结构对染料光敏性能的影响,吸附基团通过共轭结构或直接连接在酞菁环上,会有效的增强电子的流动。     

基于苯并咪唑衍生物的有机超分子凝胶对Fe~(3+)和F~-的连续性专一检测识别

本文设计合成了一种成功引入Fe3+结合位点、信号报告基团的新型苯并咪唑衍生物G1。G1利用长烷基链间范德华力和苯并咪唑环间的π-π堆积作用能在含水体系中形成凝胶,并且能实现对Fe3+和F-的"开-关-开"式荧光识别,可以用作在含水体系中灵敏识别Fe3+和F-的新型超分子智能材料。     

丙纶的着色及其色母粒的生产方法

1 丙纶的着色方法聚丙烯大分子中不含有极性基团或可与染料分子发生反应的基团,而且聚丙烯纤维的结晶度比较高、结构紧密,所以丙纶的染色相当困难,染色牢度也相当差。为解决聚丙烯纤维的不易染色,通常有以下3种方法: a.采用共聚或接枝共聚的方法在聚合物上引入接受染料分子的极性基团。常采用的共聚物有丙烯酸、丙烯腈、乙烯基吡啶等。     

氟代苯并[d][1,2,3]三氮唑基共聚物的合成与光伏性能研究

以引达省并二噻吩(IDT)作为电子给体单元(D),噻吩并[3,2-b]噻吩(TT)作为π-桥基团,氟代苯并[d][1,2,3]三氮唑(FFTAZ)作为电子受体单元(A),设计合成了一种D-π-A型宽带系交替共聚物:PIDT-DTTFFTAZ,并对其吸收特性、电化学特性、能级和光伏性能进行了测试及研究。研究显示,PIDT-DTTFFTAZ的光学带隙(E_g)为2.02 e V,以PIDT-DTTFFTAZ作为给体和[6,6]苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PC61BM)作为受体(PIDT-DTTFFTAZ∶PC_(61)BM=1∶1.5)制备了聚合物太阳能电池,测得其开路电压(VOC)、短路电流密度(JSC)和填充因子(FF)分别为0.86 V、4.91 mA·cm~(-2)和38.01%,能量转换效率(PCE)达到1.61%。