卟啉類化合物廣泛存在于生命體內(nèi)及與能量轉(zhuǎn)移密切相關(guān)的組織中,例如在氧的傳遞、呼吸作用、光合作用、能量傳輸和轉(zhuǎn)移等生命體活動(dòng)中發(fā)揮著十分重要的作用,被喻為“生命色素”。由于其優(yōu)異的光學(xué)性能,而被廣泛的應(yīng)用于光伏、人工光合作用、光催化和酶系統(tǒng)等領(lǐng)域。然而,我們?nèi)孕枰タ朔策�(wěn)定性差、易聚集以及Q帶吸收弱等科學(xué)難題。本論文主要合成卟啉化合物及其復(fù)合材料,研究其電化學(xué)發(fā)光性能及熒光性能。通過將卟啉與其他材料結(jié)合,使得復(fù)合材料保持了各項(xiàng)的優(yōu)異性能,同時(shí)彌補(bǔ)了卟啉的不足。具體研究內(nèi)容由以下三部分構(gòu)成:（1）為了解決卟啉容易在水中聚集的難題,該工作借助離子導(dǎo)電水凝膠,利用水凝膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、高的含水量、水中不溶解和粘附性的特點(diǎn),將5,10,15,20-四（4-羧基苯基）卟啉（TCPP）通過氫鍵作用包覆在丙烯酰胺離子導(dǎo)電水凝膠內(nèi)。通過水凝膠包覆后,保持了原卟啉良好的光學(xué)性質(zhì),防止了卟啉的π-π堆積,使得卟啉能夠在固體形態(tài)下發(fā)光,相較于原始卟啉熒光量子產(chǎn)率提高了2倍。又進(jìn)一步比較了卟啉水凝膠和原卟啉的ECL性能,卟啉水凝膠的ECL信號約為原卟啉的4倍。（2）在本部分工作中,借助C₃

【文章來源】：西北師范大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）四苯基卟啉鋅（ZnTPP）的分子結(jié)構(gòu)，（b）HOMO和LUMO的表示以及（c）光激發(fā)過程以及隨后的各種弛豫過程

第一章緒論3材料[22,23]。SAS方法因其出色的可重復(fù)性、操作簡便性、分層組裝的強(qiáng)大功能以及良好的可調(diào)性和可控性等優(yōu)點(diǎn)而受到越來越多的關(guān)注。Bai課題組報(bào)告了一種簡單的受限自組裝以合成多孔的一維納米結(jié)構(gòu)，通過界面驅(qū)動(dòng)的水性過程將ZnTPyP包封在表面活性劑膠束的核心，利用分子間軸向配位（Zn-N）或非共價(jià)相互作用（例如疏水相互作用和分子或表面活性劑之間的π-π堆積）驅(qū)動(dòng)自組裝，引發(fā)J聚集ZnTPyP納米結(jié)構(gòu)的成核和生長，如圖1.2A所示[24]，并將其應(yīng)用于光降解甲基橙[25]；隨后，Liu又進(jìn)一步通過調(diào)節(jié)表面活性劑的濃度及組裝時(shí)間，形成空心納米球、固體納米球、納米管、納米棒和納米纖維組裝體[26]；之后，Hasobe證實(shí)所形圖1.2（A）自組裝ZnTPyP的納米結(jié)構(gòu)，（B）自組裝ZnTPyP六角納米結(jié)構(gòu)內(nèi)部的功能化Figure1.2(A)Structureoftheself-assembledZnTPyPnanostructures,(B)functionalizationofself-assembledZnTPyPhexagonalnanostructures.成的自組裝ZnTPyP六角納米結(jié)構(gòu)內(nèi)部可進(jìn)行功能化，可以封裝C60、C60衍生物、C70及TiO2等物質(zhì)[27-29]，如圖1.2B所示；此外，Patra課題組也利用相同的方法用表面活性劑自組裝了四羧基苯基卟啉（TCPP）組裝體，并在可見光照射下，用有機(jī)污染物羅丹明B染料證明了不同組件的光催化活性[30]。還可以將卟啉負(fù)載在納米材料上構(gòu)建一維材料。例如，Ahmadi課題組通過酰胺反應(yīng)將四羧基苯基卟啉接枝到氨基功能化的SiO2納米顆粒上，并將其應(yīng)用于TNT的檢測[31]；而Wang課題組將卟啉摻入介孔分子篩SBA-15中，用于手性識別氨基酸[32]。（2）二維材料由于2D層狀納米材料的超薄厚度、2D形態(tài)、獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，近年來也引起了越來越多的研究興趣。受到其獨(dú)特功能和應(yīng)用的啟發(fā)，人們在探?

hang課題組報(bào)道了一種自下而上的方法，即表面活性劑輔助的合成方法，以合成厚度小于10nm的均勻超薄2DMOF納米片，在這種納米片中，一個(gè)TCPP配體與四個(gè)Zn槳輪金屬節(jié)點(diǎn)（即Zn2(COO)4）連接起來，形成2D層狀[35]，如圖1.3所示；該組又通過改變配體為TCPP(Fe)合成超薄二維雙金屬M(fèi)OF納米片，其中使用三種金屬節(jié)點(diǎn)（Co,Cu和Zn）制備一系列二維M-TCPP(Fe)納米片，這些2DM-TCPP(Fe)納米片可以通過Langmuir-Schfer方法在電極上組裝成多層膜，進(jìn)一步用作檢測H2O2的新型電化學(xué)平臺(tái)[36]；又設(shè)計(jì)并合成了一種新型的雜化納米片，圖1.3傳統(tǒng)及表面活性劑輔助法合成MOFFigure1.3Traditionalandsurfactant-assistedsynthesisofultrathinnanosheets.即在2D金屬卟啉MOF納米片上生長超小的金納米粒子（AuNPs），由于二維金屬卟啉MOF納米片可以充當(dāng)過氧化物酶模擬物，而AuNPs可以充當(dāng)葡萄糖氧化酶，因此雜化納米片可用于模擬天然酶并催化級聯(lián)反應(yīng)[37]；Ma課題組也在繼續(xù)開發(fā)多孔雙金屬卟啉骨架（MMPF），報(bào)道了鐵基MMPF-6也表現(xiàn)出過氧化物酶活性[38]；Ying課題組曾報(bào)道了一種簡單的制備鉑納米顆粒（PtNPs）修飾的二維MOF納米復(fù)合材料的方法，其中具有血紅素樣結(jié)構(gòu)的配體四（4-羧基苯基）卟啉鐵（TCPP(Fe)）被用于高產(chǎn)率合成MOF納米片（稱為Cu-TCPP(Fe)納米片），厚度


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