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卟啉包括其衍生物分子的结构中心主要是一个大环共轭体系,基于它所拥有的特殊的结构,使其在很多领域里面都有着很广泛的应用,像医学、生物化学、材料科学、分析化学等。氮化硼和碳纳米管因其优异的性能和潜在的应用前景吸引了国内外科学家的广泛关注。非线性材料作为一种优秀的光学材料,伴随着人们对非线性光学领域的不断研究和探索,非线性光学功能材料在军事和人们的日常生活中得到了广泛的应用。对非线性光学的研究其实就是研究强光与材料间的相互作用,进而获得相关材料的组成,结构,状态,能量转移,以及各种内部动力学的耦合过程中的重要信息。基于此,我们采用不同的合成方法制备了卟啉共价功能化的氮化硼、多壁碳纳米管和单壁碳纳米管的纳米杂化材料。通过不同光学仪器对其进行表征,并采用Z-扫描技术测试了它们的非线性光学性能。 1.氮化硼有石墨类似层状晶体结构的同时也有其独特的方面,层状氮化硼不仅是一种宽禁带半导体或绝缘材料,而且还可以实现n型和p型掺杂,具有吸收中子的能力,是很好的耐高温电子器件材料和很有前途的声光电材料。我们通过强酸将氮化硼羟基化,然后与卟啉进行了共价连接,合成了氮化硼-卟啉的纳米杂化材料。通过Z-扫描技术对其非线性光学性能进行了探讨。 2.多壁碳纳米管具有独特的结构和优异的性能,在其发现后受到了广泛的关注,有望成为一种理想的增强复合材料。由于多壁碳纳米管的表面没有活性官能团,首先采用强酸将多壁碳纳米管羧基化,再通过酯化反应将四羟基卟啉或卟啉聚合物共价修饰在多壁碳纳米管表面。通过相应的光谱分析证实了卟啉分子和多壁碳纳米管的共价连接。此外,通过对荧光光谱的分析,可以发现杂化材料的荧光光谱相对于前躯体卟啉显示出不同程度的猝灭效应,这表明卟啉与多壁碳纳米管之间存在光诱导电子/能量转移效应。 3.设计合理的反应路线,通过两种卟啉对单壁碳纳米管进行功能化修饰得到两种不同的纳米杂化材料。为了研究两种不同卟啉和单壁碳纳米管共价连接形成的纳米杂化材料的光学性能,首先通过不同的光谱学测试证实了卟啉与单壁碳纳米管成功的进行了共价连接。杂化材料的荧光光谱相对于两种卟啉均表现出荧光淬灭现象,表明二者之间存在光诱导电子/能量转移效应。Z-扫描测试结果表明由于两种组分之间的协同效应使得杂化材料具有比单壁碳纳米管和卟啉分子更好的非线性光学响应。