论文部分内容阅读
随着纳米全光器件研究的深入,合成光响应性纳米有机共轭体逐渐成为该领域研究的重要热点,通过将具有光异构化特性的生色团与不同共轭体的功能化,研究材料的空间构型和偶极矩的改变以及共轭体系间的电子相互作用。本文将偶氮苯生色团分别与苝酰亚胺和多壁碳纳米管（MWCNT）功能化,分析了光响应性纳米共轭体微观形貌、光异构化特性和光电性能的变化。1.利用N位取代反应,合成了非对称偶氮苯基团取代的偶氮苯-苝酰亚胺有机共轭体（PDI-AZO）。结果表明PDI-AZO形成了更为规则的一维棒状聚集体;偶氮苯生色团与苝核的酰亚胺环共轭体系的局部电子重叠使能级轨道降低,特征吸收峰发生了红移;共轭体系间的光诱导电荷传输和能量迁移导致了荧光猝灭;PDI-AZO具有较大的光致异构化转变速率系数表明其具有明显的光响应特性。2.通过酸化修饰MWCNT,使其表面产生羧基,具有良好的分散性;利用共轭体系间的π-π共轭键的吸附作用合成了PDI-AZO/MWCNT复合体。结果表明复合体薄膜在微观形态下呈有序化排列;MWCNT的存在增强了复合体在紫外区和可见区的吸收;PDI-AZO与MWCNT之间的π-π电子共轭作用使特征吸收峰发生红移,这种电子间的相互作用使MWCNT可以分散和吸收激发的电子并发生能量迁移导致PDI-AZO/MWCNT复合体发生了荧光猝灭;光致异构化转变速率系数的降低说明复合体光异构化转变受到了抑制。3.通过酰氯化的方法,分别合成了偶氮苯生色团共价键合碳纳米管（MWCNT-AZO）和烷基共价功能化碳纳米管(MWCNT-CONH-C12H25)。结果表明MWCNT-AZO薄膜形成了稳定的结构,烷基链和偶氮苯生色团分别在MWCNT管壁上形成了致密的有机层,接枝率分别为3.76%和5.33%;偶氮苯生色团与碳纳米管的局部电子重叠使特征吸收峰发生了红移;这种电子间的相互作用使碳纳米管可以分散电子和吸收能量并导致MWCNT-AZO发生荧光猝灭;偏振光的测试结果初步表明偶氮苯基团的光致取向作用使MWCNT-AZO在与入射偏振光平行的方向上有序程度提高并发生定向排列。这一结果为深入研究光控有序排列的碳纳米管提供了重要的研究方向。