无机基金属酞菁复合固态光限幅材料制备与光谱学性能研究

摘要

金属酞菁配合物是一种具有16个π电子的大环配合物.因其骨架结构特征和可通过选择中心离子、轴向配体和在酞菁环上引入功能性取代基等方法进行分子筛选与组装得到具有特殊的物理化学性质和光、电、催化等功能的材料,而引起化学家和材料学家的浓厚兴趣.其中尤为引人注目的是酞菁的非线性光学效应.研究表明,酞菁配合物在可见及近红外波段具有良好的非线性光限幅性能.但目前多数的工作是在各种有机溶液中进行的.而从实用化的角度来看,选择理化性能稳定、光学性能好的无机介质作为金属酞菁配合物的载体,不仅对酞菁本身的稳定性,而且对实现酞菁分子的材料化进而器件化有重要意义.该文综述了基于非线性理论光限幅材料的研究进展、前景和面临的主要问题.利用溶胶-凝胶湿化学工艺将金属酞菁配合物均匀掺入二氧化硅凝胶玻璃基质,实现了有机活性分子在无机基质中的分子水平复合和结构调控,并提出了解决掺杂酞菁在复合体系中二聚化问题的技术途经,以期获得兼具二者协同优化特征的新型功能复合材料.着重研究了无机基复合金属酞菁材料的制备技术及其成分、结构与光谱学性能的关联、影响和控制规律,并以光限幅性能为应用背景拓展研究,取得了一系列重要结论和创新性成果,为制备新型高效有机/无机复合光限幅材料提供了理论依据和物质基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章基于非线性理论光限幅材料的研究进展

2.1非线性光学及非线性光学材料的研究进展

2.2激光防护材料的研究进展

2.3酞菁的研究进展及其在非线性光学中的应用

2.4溶胶-凝胶法制备有机无机复合光功能材料

参考文献

第三章实验方法

3.1实验方法确定依据

3.2无机基金属酞菁复合固态光限幅材料的制备

3.3分析测试

参考文献

第四章二氧化硅凝胶玻璃基质孔结构的裁剪与设计

4.1引言

4.2实验部分

4.3溶胶-凝胶过程与基质孔结构的形成

4.4催化剂对硅氧凝胶玻璃基质孔结构的影响

4.5溶剂对硅氧凝胶玻璃基质孔结构的影响

4.6掺杂酞菁对复合凝胶玻璃孔结构的影响

4.7本章结论

参考文献

第五章掺杂酞菁在溶胶-凝胶过程中谱学特征的演变及二聚行为研究

5.1引言

5.2实验部分

5.3复合体系在溶胶-凝胶转变过程中组成和结构的演变

5.4酞菁分子的二聚及其光谱表现

5.5掺杂酞菁的分子结构对其在复合体系中的谱学特征及二聚行为的影响

5.5.1水溶性酞菁在溶胶-凝胶过程中谱学特征的演变及二聚行为研究

5.5.2非水溶性酞菁在溶胶-凝胶转变过程中的谱学特征及二聚行为

5.6基质效应对掺杂酞菁谱学特征及二聚行为的影响

5.7本章结论

参考文献

第六章无机凝胶基质中原位合成金属酞菁的研究

6.1引言

6.2实验部分

6.3 SiO2凝胶玻璃中金属酞菁的原位合成与表征

6.4 SiO2凝胶玻璃中原位合成金属酞菁的谱学特征和二聚行为

6.5 SiO2凝胶玻璃中原位合成金属酞菁的机理与条件

6.6 SiO2凝胶玻璃中金属酞菁原位合成动力学实验研究

6.6.1原位合成MPc产物定量表征方法

6.6.2NiPc名义掺杂浓度为0.1%的原位合成动力学过程

6.6.3NiPc名义掺杂浓度为0.2%的原位合成动力学过程

6.6.4NiPc名义掺杂浓度为0.3%的原位合成动力学过程

6.7 SiO2凝胶玻璃中金属酞菁原位合成动力学模型

6.8本章结论

参考文献

第七章无机基金属酞菁复合材料光限幅性能的研究

7.1引言

7.2实验部分

7.3无机/酞菁复合体系的光限幅机理

7.4无机/酞菁复合体系光限幅性能的中心离子效应

7.5无机/酞菁复合体系光限幅性能的二聚化效应

7.6无机/酞菁复合体系光限幅性能的取代基效应

7.7无机/酞菁复合体系光限幅性能的浓度效应

7.8无机/酞菁复合体系光限幅性能的基质效应

7.9本章结论

参考文献

第八章无机基纳米碳管复合固态光限幅材料的制备及性能研究

8.1引言

8.2实验部分

8.3纳米碳管掺杂复合凝胶玻璃的表征

8.4纳米碳管掺杂复合凝胶玻璃光限幅性能的研究

8.5本章结论

参考文献

第九章结论

致谢

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