基于芴-苯并噻二唑的小分子光伏材料合成与性能

成功设计并合成了以三键为桥键,苯并噻二唑为受体(A)单元,二己基芴为给体(D)单元的D-π-A-π-D型小分子光伏材料FLEBT,利用核磁、高分辨质谱对该化合物进行了结构表征.FLEBT的光学性能和电化学性能分别通过紫外-可见光谱及循环伏安法进行测定.结果显示,FLEBT在有机溶剂中具有较好的溶解性和成膜性,具有较强的分子内电荷迁移(ICT)特征、较宽的紫外-可见吸收范围,并具有与受体材料PC61BM相匹配的电子能级.因此利用FLEBT为给体材料,PC61BM为受体材料,通过溶液过程加工法制作了体异质结(BHJ)太阳能电池,初步探索了材料的光伏性能.在模拟太阳光AM 1.5G(100mW·cm-2)下,器件开路电压(Voc)为0.72V,短路电流(Jsc)为0.93mA·cm-2,光电转换效率(PCE)为0.18%.研究结果表明,这类小分子是一种潜在的有机小分子光伏材料.     

基于苯并噻二唑的小分子光伏材料设计合成与性质研究

通过Suzuki偶联反应成功合成了两种新型的小分子光伏给体材料BT-1和BT-2,其以5,6-正辛氧基苯并噻二唑为中心吸电子单元,分别以9-苯基-9H-咔唑或N,N-二甲基苯胺为末端给电子单元,以联二噻吩或噻吩为桥键.利用核磁和高分辨质谱对其进行了结构表征.通过紫外-可见吸收光谱和电化学循环伏安法及密度泛函和含时密度泛函理论对其性质进行了研究.结果表明,BT-1和BT-2在常规有机溶剂中具有良好的溶解性;具有较宽的紫外-可见光谱吸收范围;具有与受体材料PC61BM相匹配的HOMO和LUMO能级.其中,弱给电子单元9-苯基-9H-咔唑的引入有效降低了BT-1的HOMO能级,有助于获得较高的开路电压;强给电子单元N,N-二甲基苯胺的引入降低了BT-2的禁带宽度,有利于获得较大的短路电流.     

一种咔唑-苯并噻二唑共聚物的合成与光伏性能研究

以N-十二烷基-2,7-咔唑为给体单元、5,6-二辛氧基二噻吩苯并噻二唑为受体单元，通过Suzuki偶联反应合成了一种具有给-受体结构的共轭聚合物聚N-十二烷基-2,7-咔唑-5,6-二辛氧基-4,7-二噻吩-2-基-苯并噻二唑（PC-DODTBT），并研究了该聚合物的光物理与电化学性能。结果表明，以PC-DODTBT为电子给体，PCBM为电子受体，制得的共混体相异质结太阳能电池在AM1.5、100 mW/cm²模拟太阳光下，开路电压为0.88 V，短路电流为2.04 mA/cm²，填充因子为0.51，能量转换效率为0.92%。     

低取代二苯并并四苯的合成及性能研究

以傅克酰基化反应、串联的Aldol-Michael反应及Pd-催化的脱卤化氢环化反应为关键步骤,合成了低取代的二苯并并四苯衍生物(DBN).通过 1H-NMR位移值随浓度改变而改变的方法测定了DBN在溶剂中的聚集效应,通过紫外吸收及荧光放射光谱的测定分析了DBN的发光性能.     

聚苯撑乙炔与电子受体共聚物的合成及光伏研究

利用钯催化剂(Pd(PPh3)2Cl2)和相转移催化剂(PTC),采用Heck交叉偶联缩聚反应合成了聚(苯撑乙炔撑-苯并噻二唑)系列交替共聚物(PPE-BT),比较了聚合物的紫外吸收光谱和荧光光谱特征。PPE-BT与给体MEH-PPV构成器件时,其能量转换效率为2.54×10-3,说明电子在PPE-BT和PPE-DCNTB中的迁移率较小。     

聚(4,7-二(4-己基噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑)的合成及光/电化学性质研究

本文通过Still偶联反应合成了4,7-二(4-己基噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑,进一步经Fe Cl3氧化法合成得到聚(4,7-二(4-己基噻吩-2-基)-2,1,3-苯并噻二唑)(PHB),并利用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、发光光谱、循环伏安曲线及热重(TG)进行表征.与聚3-己基噻吩(P3HT)的光/电化学性质比较表明,共轭链中D-A推拉电子结构的形成能显著提高共轭高分子聚合物最大吸收波长,降低带隙.     

含氰基苯并噁嗪的合成及热性能研究

以4-氰基苯酚、苯胺、多聚甲醛为起始原料,以甲苯为溶剂制备了苯并噁嗪中间体。用FTIR、1 HNMR和13 CNMR对苯并噁嗪中间体进行了表征,同时,用DSC对其固化行为进行表征。通过TGA对聚苯并噁嗪的热稳定性进行了测试。DSC研究结果表明:苯并噁嗪中间体的熔融温度为117.90℃,开环聚合的起始温度为225.00℃,固化峰值温度为232.10℃,低于类似结构的苯酚/苯胺型苯并噁嗪。TGA研究表明:聚苯并噁嗪5%热失重温度为302.26℃,10%热失重温度为351.85℃,最大失重速率温度为433.91℃,残炭率为55.63%。与其他类似结构的苯并噁嗪相比,氰基的引入使其固化物的残炭率和热稳定性明显提高。     

二胺型苯并噁嗪化合物的合成、结构表征与热性能分析

以三种酚类化合物、4,4’－二氨基二苯砜和甲醛为原料,以二氧六环为溶剂制备了化学结构不同的噁嗪化合物,分别为3,3’－二苯砜-双（3,4＋二氢-2H-1,3-萘并噁嗪）、3,3,-二苯砜-双（3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪）、3,3’-二苯砜-双（6-苯基-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪）。并用^1HNMR、FTIR方法确定了其化学结构。采用示差扫描量热分析（DSC）对噁嗪化合物的热行为和性能进行了分析。结果表明,不同化学结构的噁嗪化合物固化产物的热性能不同,3,3’-二苯砜-双（3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪）的固化产物具有相对较高的Tg,为212．10℃。     

溶液法合成烯丙基苯并噁嗪中间体与其固化性能的研究

以2-烯丙基苯酚为原料，采用多种溶剂通过溶液法合成一种高成环率的3-苯基-3,4-二氢-8-烯丙基-2H-1,3 -苯并噁嗪 (简称为烯丙基苯并噁嗪) ,利用¹H-NMR、FT-IR、MS、元素分析和DSC对其结构和固化行为进行了研究。结果表明，该中间体的成环率和溶剂的极性有关，溶剂的极性越强，成环率越低。     

芴基苯并噁嗪单体的合成及热性能研究

以双酚芴、环己胺和甲醛为原料,采用混合溶剂法合成了一种新型双官能度芴基苯并噁嗪单体,利用FTIR,1H NMR和13C NMR对产物结构进行了表征,以差式扫描量热仪(DSC)研究了芴基苯并噁嗪单体的固化行为,通过DSC和热重(TGA)分析了聚苯并噁嗪的热性能.结果表明,芴基聚苯并噁嗪树脂呈现出典型的热开环固化特征,放热峰顶温度为251℃,玻璃化转变温度Tg为189.4℃,初始热分解温度(热失重5%)达329℃,800℃时的残碳率达到31%.     

溶液法合成烯丙基苯并噁嗪中间体与其固化性能的研究

以 2 烯丙基苯酚为原料 ,采用多种溶剂通过溶液法合成一种高成环率的 3 苯基 3,4 二氢 8 烯丙基 2H 1,3 苯并嗪 (简称为烯丙基苯并嗪 ) ,利用1H NMR、FT IR、MS、元素分析和DSC对其结构和固化行为进行了研究。结果表明 ,该中间体的成环率和溶剂的极性有关 ,溶剂的极性越强 ,成环率越低。     

给体-受体型聚合物光伏电池材料的设计合成及器件

给体-受体型聚合物是目前研究最广且性能最优的太阳能电池材料。本文以笔者课题组的研究成果为基础,结合国内外最新研究结果,综述了给体-受体型聚合物光伏电池材料及其电池器件加工工艺与技术的最新研究进展。本文介绍的聚合物材料主要包括卟啉类、萘并二噻吩类、苯并噻(噁)二唑类、二茚并二噻吩类等,电池器件加工技术方面则包括溶剂添加剂和界面修饰层的应用及其对光伏电池性能的影响等。     

一种色氨酸修饰的苯并呋咱类碱性荧光探针的合成与性能研究

以色氨酸和4 氯 7 硝基苯并呋咱为原料,设计合成了一种碱性pH荧光探针,通过核磁、质谱表征了它的结构. 光谱测试结果表明,当探针水溶液的pH值由7.94上升到12.24时,其紫外吸收光谱发生明显变化,480 nm处的吸收峰明显下降,同时在390 nm处出现一个新的吸收峰,探针水溶液的颜色由橙红色变为黄色;并且其荧光发射峰的强度逐渐下降,产生明显的猝灭现象. 因此,该探针对碱性条件具有明显的光学响应现象.     

一种马来酰亚胺双酚A型苯并噁嗪的合成研究

以顺丁烯二酸酐、对硝基苯胺、甲醛、双酚A为原料,采用多步反应经中间产物N-(4-硝基苯基)马来酰亚胺(NPMI)、N-(4-氨基苯基)马来酰亚胺(APMI)、1,3,5-三(4-(马来酰亚胺)苯基)-1,3,5-三嗪(TMIPT)等最终合成出双(2,4-二氢-2H-3-(4-N-马来酰亚胺)苯基-1,3-苯并嗯嗪)异丙...     

一种嘧啶基双极性有机光电材料的合成与性能研究

以4-溴-9,9-二甲基芴为起始原料,Suzuki偶联等反应合成了目标4-联苯基-6-[3′-（9,9-二甲基芴-4-基）联苯-4-基]-2-苯基嘧啶.通过1H NMR表征了化合物的结构,对目标化合物进行密度泛函理论计算,并通过TG-DSC、UV-vis等表征对目标化合物的热稳定性能和光学性能进行研究.     

十钒酸与二苯并十八冠六加合物的合成及晶体结构研究

合成了含有十钒酸阴离子的超分子化合物[ Na(DB18C6)(H20)2]3V10O28[CH3OH].[H3O]3并通过X射线衍射分析、IR光谱及元素分析对其结构进行了表征.单晶X射线衍射分析表明化合物属于单斜晶系,P21/m空间群,a=15.5520(16) nm,b=18.7581( 19)nm,c=16.3619(18) nm,β=109.0390(10),V=4512.1(8)nm3,Z=2,F(000)=2380,R1=0.0606,wR2=0.1312.化合物的晶体结构单元由一个无质子化的十钒酸根多阴离子、一个甲醇分子、3个[ Na( DB18C6)(H2O)2]+和3个H3O+阳离子组成,并且彼此之间通过静电力和氢键形成稳定的三维结构.     

苯并噁嗪/环氧树脂基耐高温防火复合材料的制备与性能研究

采用无溶剂法合成了双酚A型苯并噁嗪树脂(BOZ),添加成碳剂后与环氧树脂共固化制备耐高温树脂基体,并用该树脂基体与玻璃纤维布制备了耐高温防火复合材料。表征了噁嗪树脂的结构以及噁嗪树脂与环氧树脂的固化特性,采用TG-DTA研究了固化体系的耐热性;对添加不同成碳剂的树脂基体及其复合材料在1000℃火焰中燃烧,研究了成碳剂对材料残碳率和碳层形貌的影响。结果表明,树脂基体分解放热峰的峰顶温度为670℃;当加入质量分数5%复配成碳剂时,树脂基体残碳率为68.83%;其玻璃纤维增强的复合材料在1000℃火焰中燃烧15min后残碳率为25.82%,碳层均匀附着在玻璃纤维表面,起到隔热和烧蚀作用,使复合材料具有良好的短效防火性。     

5,6-二取代苯并氧化呋咱类似物的合成与体外抗肿瘤活性研究

2,4-二氯硝基苯经硝化、胺基取代、叠氮取代和环合四步反应,合成了15个5,6-二取代苯并氧化呋咱类似物,结构均经~1H NMR和HRMS确证.采用SRB法评价了目标物对人非小细胞肺癌细胞NCI H460、结肠癌细胞HCT-116和乳腺癌细胞MCF-7的抑制作用.结果表明,多数目标物(浓度5μmol/L)具有一定的体外抗肿瘤活性,4k、4l和4o对HCT-116的细胞抑制率大于60%,4a、4d、4k、4l和4o对MCF-7细胞的抑制率大于85%.4 o对MCF-7具有显著的抑制活性,IC_(50)为1.6μmol/L.     

苯并噁嗪/间苯二酚酚醛/间苯二酚环氧树脂三元共混体系的结构与性能研究

采用热固性间苯二酚酚醛树脂(RP)和间苯二酚环氧树脂(RE)为改性剂,对双酚A-苯胺型苯并噁嗪(BA-a)树脂进行改性.采用胶化仪、傅里叶红外光谱仪、热动态机械分析仪和热重分析仪,分别对间苯二酚酚醛和间苯二酚环氧改性苯并噁嗪树脂的聚合反应行为、聚合过程中化学结构的变化以及聚合物的热机械性能和热稳定性能进行表征.结果表明...     

苯并呋喃与苯并二氧六环类新木脂素及其衍生物的合成与生物活性研究

以3,4-二羟基苯丙烯酸(咖啡酸)为原料,经酯化和仿生氧化偶联反应得到苯并呋喃类化合物2-(3′,4′-二羟基苯基)-3-甲氧羰基-5-甲氧羰基乙烯基-7-羟基-2,3-二氢苯并呋喃(1)和苯并二氧六环类化合物2-(3′,4′-二羟基苯基)-3-甲氧羰基-6-甲氧羰基乙烯基-2,3-二氢-1,4-苯并二氧六环(2),然后经乙酰化、DDQ氧化脱氢、Pd/C催化氢化、氢化铝锂还原、碱性条件下脱乙酰基等反应,合成了一系列苯并呋喃新木脂素类化合物3~7和苯并二氧六环新木脂素类化合物8~10.所合成化合物的结构已由核磁共振法(1 H NMR,13 C NMR)、质谱法(MS)进行了表征.其中5~7,9和10是未见文献报道的新化合物,8为天然产物异美商陆醇A.采用MTT法对所合成的苯并呋喃新木脂素类化合物1,3~5进行了生物活性测试.结果表明:化合物1,3,4和5对白血病细胞(HL-60)、肺癌细胞(A-549)、乳腺癌细胞(MCF-7)、结肠癌细胞(SW-480)、肝癌细胞(SMMC-7721)有良好的体外生长抑制活性.