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自从上世纪70年代四硫富瓦烯被合成和第一个有机导体TTF.TCNQ被发现,人们对于基于四硫富瓦烯衍生物的有机电子给体进行了广泛的研究。而近十年来,四硫富瓦烯分子由于其独特的性质和结构而在材料化学和超分子化学方面受到广泛研究,因而四硫富瓦烯分子已经成为最广泛研究的分子之一。本文设计合成了一系列含有四硫富瓦烯、蒽基团的D-A分子,通过各种外界影响来调控分子内的光诱导电子转移,研究了相应的光物理性质和电化学性质。主要研究结果总结如下:
1.通过电化学的氧化还原成功地构筑了一个电化学调控的荧光开光。
2.研究了D-A分子在金纳米粒子表面组装后的光物理性质、光化学性质以及电化学性质。由于金纳米粒子是个强的电子受体,将D-A分子组装到纳米粒子表面后,四硫富瓦烯的给电子能力受金纳米粒子的影响而减弱,抑制了分子内的光诱导电子转移,从而促进了蒽的单线态激发态的形成,这又促使体系的荧光增强和促进了分子间的光化学加成。
3.合成并表征了一系列带有四硫富瓦烯、蒽基团的不同链长的烷基硫醇,制备并表征了上述硫醇稳定的金纳米粒子,并确定了它们的组成;通过荧光光谱、紫外光谱、循环伏安研究了这些纳米粒子的光物理性质和电化学性质。
4.利用合成过程中发现的带有蒽基团的1,3-dithiole-2-thione衍生物与其产物1,3-dithiole-2-one衍生物的荧光差异,首先研究了产生荧光差异的机理,然后研究这类化合物作为汞离子探针,研究表明该类探针对汞离子的识别具有很好的选择性和灵敏度。
5.利用D-A分子(DMT、BAET)与单线态氧作用能产生化学发光这一特殊性质,研究了化学发光的产生机理,并应用其作为单线态氧的化学发光探针,研究表明这两个D-A分子是一类很好的化学发光探针。
6.设计合成了一个含有四硫富瓦烯、蒽基团的冠醚分子,研究了C60、钠离子对蒽单元的荧光逻辑调控。荧光光谱的变化性质模仿了两种注入信号的“AND”逻辑门。