Polymer Tethered Porphyrin and Fullerene(C60):Synthesis and SelF-assembly

• 作 者: Mian Hasnain Nawaz
• 机 构: 华东理工大学
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 卟啉 富勒烯 自组装 卟啉化聚合物 PEG链段

在这篇论文中，我们主要的工作是关于卟啉和富勒烯的组合体系，在这个体系当中，我们引入了高分子链来改变加工性能，控制性能，以及通过形态的研究卟啉化学以及其自组装。关于带有聚合物的卟啉与富勒烯以及带有PEG链段的富勒烯的自组装已经有人报道过了。研究发现，高分子链的引入对卟啉以及富勒烯的组装形态以及组装方式有显著的影响。组装体通过以下的方法来检测:光学（动态光散射，紫外分光光度计，荧光分光光度计），电镜（原子力显微镜，扫描电镜，透射电镜，高分辨透射电镜）。着重从以下四个方面介绍我的工作。　　第一部分，通过RAFT聚合方法，得到了低分布的，分子量可控的聚苯乙烯，然后研究了其与富勒烯的组装形态。在有机溶剂当中，我们得到了具有单分散的形态可变的（胀大和缩小）卟啉-富勒烯的纳米微球（不同的制样方法，不同的溶剂以及不同的高分子链）。单分散的纳米微球的的粒径可以很好地控制以及其容易的制备方法在溶液和干的样品中都可以得到很好的证明。光学研究（紫外分光光度计和荧光分光光度计）表明卟啉与富勒烯之间有相互作用力，同时运用透射电镜的方法可以更好的观察这些单分散纳米颗粒。　　在第二部分工作中，合成了聚苯乙烯链的卟啉，并研究了其和C60,PEO修饰的C60的自组装行为，在卟啉-C60络合物中，第一次研究了有共价键连接的聚合物卟啉和C60的自组装，卟啉-PEO修饰C60络合物由于J-聚集形成均一厚度的纤维状形态，另一方面，卟啉-C60络合物自组装形成了尺寸均一的纳米球，与之前报道的聚苯乙烯链的卟啉组装形成囊泡形态不同。使用光学仪器和显微镜对卟啉-C60形态和性质进行了详细的研究。　　在第三部分工作中，我们通过“点击化学”研究了PEG修饰的卟啉的合成，并且研究了PEG修饰卟啉、PEG修饰卟啉-PEG修饰C60、PEG修饰卟啉-C60的组装形态，PEG修饰卟啉-C60的组装得到了球状的形态，而PEG修饰卟啉-PEG修饰C60得到了棒状的形态，并且，进行了光谱的研究，这样的聚合物修饰的卟啉和C60多样的，可调控的形态行为对设计功能性材料有着很大的帮助。　　在第四部分工作中，合成了ABA型PEG修饰的反式卟啉，并对其形态进行了研究。反式卟啉第一次通过相应的二吡咯甲烷合成。当卟啉的DMF的溶液在超纯水中透析，带两个侧基的卟啉（简写P-PEO2）自组装成尺寸均匀的球形。然后加入C60时，使得卟啉-C60配位，从光谱的变化可以得到上述的结论，然后卟啉-C60组装成蠕虫状的聚合形态。通过光谱的变化检测分子内的作用力，透射电镜研究了组装形态。