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本文分为两部分,第一部分是研究具有长侧碳链的苯醌类化合物的成膜性能及其在LB膜上的电化学行为;第二部分是探讨8-羟基喹啉铝与吖啶类化合物的荧光性能。在合成出具有长侧碳链的泛醌和质体醌类化合物的基础上,系统地研究了这两类化合物形成LB膜以及与天然膜材料形成LB组装膜的性能及规律;进而将这些化合物转移到导电玻璃(ITO)电极上形成LB膜,用循环伏安技术研究其电化学行为,从而提出它们在LB膜上的电化学过程。对粉末状的8-羟基喹啉铝及均相地掺杂在不同高分子中通过甩胶成膜得到8-羟基喹啉铝固态透明薄膜,以激光系统产生的紫外光为激发光源进行了荧光特性的研究,得到了一些有用的结果。本文的主要结论是:
1.醌类化合物的成膜性质与醌环的亲水性和长侧链的长度有关。泛醌环比质体醌环具有更好的亲水性能,泛醌具有较好的成膜性能。醌环的侧链长度小于5个碳原子时,一般不能形成稳定的LB膜。
2.醌环的侧链长度大于17个碳原子时,一般可以形成LB膜。
3.泛醌或质体醌加入到天然生物膜中,如花生酸膜或磷脂膜,对其结构和膜特性影响很小。具有长链结构的泛醌和质体醌类化合物与天然的成膜材料能够形成较好的生物膜。
4.醌环上的取代基对其电化学行为有明显的影响。这主要表现在取代基对醌环极性大小的影响。Q0Cn型化合物的醌环极性较大,与基片的结合比较紧密,导致4位上羰基的质子化比较困难,其电化学过程主要为单个质子两个电子的过程;PQ0Cn型化合物的醌环部分极性较小,并且碳链比较长,与基片的结合不够紧密,使得4位上的羰基也比较容易质子化,其电化学过程主要为两个质子两个电子的过程。
5.具有长侧碳链的苯醌类化合物在LB膜上的电化学行为受多种因素的影响,但醌环结构是主要影响因素,泛醌类化合物和质体醌类化合物的具体电化学过程是不一致的。
6.8-羟基喹啉铝的纯度对其荧光效率有影响,没有经过提纯的样品的荧光效率是提纯样品的四分之三。
7.8-羟基喹啉铝以掺杂在PMMA中所形成的高分子透明薄膜的荧光效率为好。8-羟基喹啉铝掺杂在高分子中所形成的透明固态薄膜不但具有较好的荧光效率,而且稳定性也好,同时也大大降低真空镀膜的工艺难度。
8.以有机化合物的荧光及其与化学结构的理论关系为依据,合成出预期具有更强荧光效率的9-苯基吖啶类化合物。