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含卟啉的有机—无机复合材料及光学性质的研究

作　者: 张晓荷
导　师: 夏海平
学　校: 宁波大学
专　业: 光学
关键词: Meso-四(4-磺酸苯基)卟啉铜 meso-四(4-羧基苯基)卟啉铜接枝有机-无机复合材料非线性折射率
分类号: O437
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本论文的研究目的,在于通过某些新颖的实验方法和手段,全面而系统的研究卟啉物质在固体凝胶介质中的结构和性质,从而体现卟啉物质在凝胶固体介质中的行为,及受到介质环境影响的规律。最终利用这些工艺手段和实验测量结果得出这类卟啉掺杂的固体介质复合材料在光电子材料科学上的应用的可能性。本论文对非线性光学材料的特性及其在光学领域的应用,卟啉物质的一般的性质及用溶胶-凝胶（sol-gel）技术制备材料的研究概况做了评论。作者选用了适当的卟啉熔剂和一些溶液及特种先驱体溶剂,使其以较大的浓度和化学均匀性掺杂到无机-有机改良介质中,并与固体介质形成相互关联的结构状态。系统的研究了不同溶胶-凝胶工艺方法制得的含卟啉复合材料的光学性质。具体内容简要归纳如下:1.采用传统的溶胶-凝胶法,以正硅酸乙脂与钛酸丁脂做为前驱体,将水溶性的meso -四（4-磺酸苯基）卟啉铜（Cu（II）–TPPS,水溶性）掺杂到TiO₂/SiO₂固体介质中,制备了Cu（II）–TPPS均匀掺杂、具有良好物化性能的有机-无机复合材料。通过分析样品的紫外-可见吸收光谱特性,对Cu（II）–TPPS在凝胶基质中的分子状态进行研究,以及Cu（II）–TPPS二聚体在凝胶体系中形成,且随着凝胶化过程进行的变化。应用Z扫描技术研究不同Cu（II）–TPPS掺杂浓度的有机-无机复合材料的非线性光学性质。2.采用接枝法,使卟啉配合物Meso-四（4 -羧基苯基）卟啉铜（Cu（II）–TCPP,非水溶性）中的羧基-COOH与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（NH₂（CH₂）3Si（OC₂H₅）₃,KH550）中的氨基-NH₂发生化学连接,成功的把卟啉接枝到KH550中,随着KH550中乙氧基-OC₂H₅的水解与聚合反应的进行,将不同浓度的反应产物与γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（CH₂CHCH₂O（CH₂）₃Si（OCH₃）₃,KH560）相复合,形成卟啉接枝到SiO₂无机网络中的有机-无机新型复合材料。用红外光谱对Cu（II）–TCPP与KH550接枝的产物进行表征,紫外可见吸收光谱对Cu（II）–TCPP于复合体系中的分子状态进行表征,用Z扫描方法研究不同Cu（II）–TCPP掺杂浓度的复合材料的非线性光学性质。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
引言  10-12
1 绪论  12-20
  1.1 非线性光学的现象及玻璃中的非线性  12-15
    1.1.1 非线性光学现象  12-14
    1.1.2 非线性玻璃材料  14-15
  1.2 溶胶-凝胶法制备有机-无机复合材料的工艺  15-16
    1.2.1 溶胶-凝胶法及其特点  15-16
    1.2.2 溶胶-凝胶法制备有机-无机复合材料的原理  16
  1.3 卟啉在固体介质中的掺杂及其光学性质的研究的概况  16-20
2 掺杂卟啉铜的TiO_2/SiO_2有机-无机复合材料及其光学性质的研究  20-36
  2.1 引言  20
  2.2 实验  20-26
    2.2.1 原料及样品的制备  20-21
    2.2.2 样品的分析与表征  21-26
  2.3 结果与讨论  26-35
    2.3.1 紫外可见吸收光谱结果分析  26-30
    2.3.2 Z 扫描结果分析  30-35
  2.4 本章小结  35-36
3 卟啉铜接枝SiO_2有机－无机复合材料及其光学性质的研究  36-50
  3.1 引言  36-37
  3.2 实验  37-38
    3.2.1 原料及接枝反应物的制备  37
    3.2.2 块体样品的制备  37-38
  3.3 样品的表征与测试  38-39
  3.4 结果与讨论  39-48
    3.4.1 Cu(II)–TCPP 与KH550 的化学作用及红外光谱分析  39-42
    3.4.2 紫外可见光谱分析  42-45
    3.4.3 Z 扫描结果分析  45-48
  3.5 本章小结  48-50
4 结论与展望  50-52
  4.1 结论  50-51
  4.2 展望和对未来工作的建议  51-52
参考文献  52-60
在学研究成果  60-61
致谢  61

含卟啉的有机—无机复合材料及光学性质的研究

内容摘要

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