酞菁类染料官能团取代对光谱特性影响机制研究文献综述

 2021-12-19 22:27:41

全文总字数:6069字

文献综述

文献综述1. 研究背景从天然染料到人工合成染料,染料已经伴随了人类几千年的历史。

随着科学技术的进步以及全球经济和工业技术的飞速发展,越来越多的新型染料被人们合成出来,并应用到生产生活的方方面面。

酞菁类染料作为人类较早并大量使用的人工合成染料之一,因具有优异的光电性能与良好的热稳定性等优势,至今仍在多个领域发挥着重要作用,尤其在光伏器件应用方面拥有着巨大的潜力。

酞菁类染料的吸收光谱同卟啉相似,主要分为两个吸收带:紫外区的B带和可见及近红外光区的Q带,B带为弱吸收,Q带为强吸收。

因为Q带受取代基等影响,λmax一般位于650~850 nm[1],在可见光区对光的吸收范围窄,所以拓宽其光谱吸收宽度是一大研究热点,人们期望通过引入不同官能团取代对酞菁类染料分子进行设计,优化其光谱吸收特性。

2. 酞菁类染料的研究现状2.1酞菁简介1907年, Brown等人首次成功合成出酞菁化合物;1927年, 德国化学家De Diesbach等偶然地制得了铜酞菁,但当时人们对此类化合物的认识还不甚了了;直到1932年Linstead指出Brown和Diesbach等人合成出的物质就是酞菁化合物, 并提出将以化合物H2Pc为母体的所有有机物都以phthalocyanine命名, 用来区别于卟啉类化合物 (porphyrin)[1]。

自合成发现以来,酞菁已经成为最有用的杂环材料之一[2]。

如图1所示,酞菁本身是一个大的共轭体系,结构呈高度平面结构,由于其具有环状的大π键,大π键内含有18个π电子,电荷分布均匀,四个苯环不易变形,而且每一个碳氢键长度基本相等,因此酞菁相当稳定,拥有耐水、耐酸碱、耐光和耐有机溶剂等特性。

同时,酞菁环内有一个空穴,可以容纳锌、铜、铝、锰、钛、钴等许多金属元素,从而形成金属酞菁[3]。

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