枝化二阶非线性发色团分子的合成及在聚合物体系中的电光性能

设计合成了一类以2-二氰基次甲基-3-氰基-4,5,5-三甲基-2,5-二氢呋喃(TCF)为受体、己氧基取代噻吩为π电子桥的新型有机非线性光学化合物, 并利用紫外光谱、红外光谱、核磁共振以及质谱对化合物分子结构进行了鉴定, 同时对此类化合物在有机聚合物体系中的电光性能进行了表征和研究. 结果发现, 该类发色团分子与聚合物相容性好, 电光活性高, 并且随着发色团分子在聚合物体系中浓度的升高, 聚合物体系的宏观电光活性也有所提高, 甚至当发色团的掺杂质量分数高达47.2%时, 体系的电光活性仍呈上升趋势, 显示了该发色团的静电相互作用得到了明显抑制. 此时测得聚合物体系的电光系数为30 pm/V(1310 nm).     

高热稳定性和可逆交联性质的含新型偶氮发色团电光聚合物的研究

制备了两种新型的分别含有以三苯胺为电子给体的偶氮类发色团作为特征活性官能团和3-呋喃甲酸及受保护的马来酰亚胺的可交联型聚合物体系.通过研究表明利用该制备方法,发色团在聚合物中的含量得到了极大的提高,分别达到32 .1 %( NLO1-P1)和44 .4 %( NLO1-P2) .该聚合物体系以"Diels-Alder"[4 +2]环加成反应作为其交联特征,具有高温非交联、低温交联的特点,其过程与以往的热交联型聚合物相反,可解决传统电光交联聚合物中存在的热交联对极化效率影响的问题并用热失重分析法(TGA)和差示扫描量热法(DSC)分析了这一过程.此外DA交联型聚合物,不需要引入额外的助交联剂,克服了传统热交联聚合物分离难的问题,最大程度的保证了材料的纯度.     

利用β-环糊精-发色团分子超分子包合物减弱非线性发色团分子间静电相互作用的新方法

制备了一种新型的发色团分子,实际是由普通发色团分子与β-环糊精形成的超分子包合物.其中的普通发色团分子被设计为哑铃型,并且哑铃形的一边在形成包合物后再完成,使形成的超分子包合物不发生解包合.包合物中β-环糊精对发色团分子的保护可以完全阻止发色团分子的聚集,减弱了材料中发色团分子间的静电相互作用.这种利用超分子包合物对发色团分子的修饰方法可以提高极化过程的效率,从而增加材料的电光活性。     

一种以环戊并双噻吩作为π电子桥的新型发色团的合成和电光性质的表征

本文以4,4-二己基-4H-环戊并[2,1-b:3,4-b′]二噻吩为π电子桥,合成了一种新型非线性光学发色团,并通过紫外-可见吸收光谱、热重分析以及密度泛函理论计算等对其物理和化学性质系统地进行了表征。结果表明,4,4-二己基-4H-环戊并[2,1-b:3,4-b′]二噻吩作为π电子桥能有效地提高分子内的电荷转移速率和分子的一阶超极化率。同时,侧链二己基的空间位阻效应能很好地削弱分子间静电相互作用。最后,将发色团掺杂到主体聚合物聚碳酸酯中,测试得到发色团浓度为20%的极化聚合物薄膜的电光系数r33为85pm/V。     

新型含苯并呋喃的非线性光学发色团的合成与性能研究

以基于久洛尼定的苯并呋喃衍生物为电子给体,三氰基呋喃衍生物为电子受体经Knoevenagel缩合反应合成了一种新型含苯并呋喃的非线性光学发色团(JBFC),其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS表征,并通过紫外可见吸收光谱、热重分析、理论计算和电光性能测试对非线性光学发色团的性能进行了研究。结果表明：JBFC具有较好的热稳定性,T_d值（质量减少5%时）为214 ℃,将JBFC制得的极化电光聚合物薄膜的电光系数为30 pm·V^-1。     

含1,8-二甲氧基-9,10-二氢蒽和巴比妥酸的发色团化合物的合成和NLO性质

在哌啶和醋酸催化下,1,8-二甲氧基-4,5-二甲酰基-9,10-二氢蒽和异佛尔酮巴比妥酸衍生物经Knoevenagel缩合合成了具有NLO性质的发色团化合物。在这些发色团中,环锁定的三烯和9,10-二氢蒽用作共轭桥,巴比妥酸和甲氧其分别作为吸电子和给电子基, 组成非共轭的两个D-π-A单位。溶剂变色法和紫外光谱研究证实它们比相应的参考物有较大的NLO活性并能保持与参考化合物相同的透光性。     

几个荧光蛋白发色团双光子吸收性质的理论研究

实验测得的荧光蛋白的单、双光子吸收光谱在低频和高频区域都表现出明显不同的特征。为了揭示这些不同点的起源和研究荧光蛋白的构–效关系,我们详细研究了三种荧光蛋白发色团(一种增强型蓝绿色荧光蛋白的中性发色团和两种红色荧光蛋白的阴离子发色团)的单、双光子吸收特性,分别计算了纯的和振动分辨的电子谱。计算结果表明：光谱线形与计算采用的交换相关密度泛函及谱截面计算所采用的近似关系密切;如果在计算光谱截面时,我们利用长程修正的交换相关泛函CAM-B3LYP来计算几何和电子结构参数,然后把Franck-Condon (FC)效应和包含Herzberg-Teller (HT)效果的电-声耦合效应都考虑进去,理论计算的光谱与实验测定的光谱可以很好地符合;对于两种离子态的发色团,HT电-声耦合效应使得对应于基态到第一激发态跃迁的双光子吸收最强峰相对于单光子吸收的最强峰发生了蓝移,但HT电-声耦合效应对高频的双光子吸收谱没有太大的影响;分子内电荷转移是导致高频区的双光子吸收明显强于单光子吸收的主要原因。     

有机二阶非线性光学发色团的研究进展

近年来,科学家们通过引进杂环片段、采用双(或多)官能化以及运用分子间弱相互作用等方法,在二阶非线性光学发色团的性能优化方面取得了较大进展.结合本课题组的研究,对此领域的研究进行了较全面的综述,并特别针对“非线性-透光性”矛盾的解决途径进行了较为详细的介绍.     

含偶氮发色团侧基聚氨酯的合成及表征

偶氮偶合反应;含偶氮发色团侧基聚氨酯的合成及表征;二阶非线性光学材料;制备     

一步法合成高T_g可溶含偶氮三嗪发色团的新型侧链含氟聚酰亚胺

采用一步法合成了一系列侧链含偶氮三嗪发色团的新型含氟聚酰亚胺FPI(x),并研究其溶解性能、热性能以及光学性能.该系列聚酰亚胺具有优良的溶解性能,不仅溶于NMP,DMAc,DMF,DMSO等强极性非质子性溶剂,而且还溶于THF和乙二醇单甲醚等低沸点溶剂.FPI(x)系列共聚聚酰亚胺具有较高的玻璃化转变温度(T_g,在544～562K之间),且与主链中染料发色团的含量无关.所有聚酰亚胺都表现出优良的高温稳定性,其5%热失重温度(T₅)比T_g高出100K以上,基本能满足电场极化对聚合物材料热稳定性的要求.另外,FPI(x)系列聚酰亚胺的紫外截止吸收波长小于500nm,即在大于500nm波长范围内基本透明.其面内折光指数n_TE随着染料发色团含量的增加而逐渐增加.     

支化聚乙烯的合成及结构与性能

以[ArNC(An)-C(An)NAr]NiBr₂[An=acenaphthyl, Ar=2,6-C₆H₃(ⁱPr)₂]为主催化剂, 以改性甲基铝氧烷(MMAO)和常规的甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂, 研究了压力、 温度和时间等条件对乙烯聚合制备支化聚乙烯的影响, 采用高温核磁、 高温凝胶渗透色谱(GPC)及差示扫描量热仪(DSC)等对所得的聚乙烯结构进行表征. 研究发现, 以MMAO为助催化剂时, 催化活性比以MAO为助催化剂时高约1个数量级, 达到10⁷ g/(mol Ni·h); 所得聚乙烯的支化度为(45~64)/1000C, 而以MAO为助催化剂时所得聚乙烯的支化度达(82~88)/1000C. 对支化聚乙烯的力学性能进行了分析, 并与低密度聚乙烯(LDPE)和二元乙丙橡胶(EPM)进行比较. 结果表明, 支化聚乙烯拉伸强度达27.90 MPa, 比LDPE(14.40 MPa)和EPM(5.44 MPa)高, 但支化聚乙烯的弹性模量仅为2.10 MPa, 与EPM(2.11 MPa)相近; 支化聚乙烯的断裂伸长率为774.6%, 略高于LDPE的断裂伸长率(725.6%), 比EPM的断裂伸长率(1770.1%)低.     

两种含偶氮苯共轭桥新型生色团分子的合成及性能

通过重氮化偶合反应和羟醛缩合反应合成了以偶氮苯为共轭桥、以2,2,3-三甲基-4-氰基-5-二氰基亚甲基-2,5-二氢呋喃为电子受体, 而给体分别为二甲氨基和二乙氨基的两种有机非线性光学生色团分子MFNC和EFNC. 利用IR、1H NMR和元素分析对分子的结构进行了表征. TGA和DSC测试发现, MFNC的热稳定性略好于EFNC, 其热分解温度最高达266 ℃. 通过测定两种材料在氯仿、丙酮和DMSO中的紫外-可见光谱, 用溶致变色法计算得到两种材料在激光波长为1064 nm处的二阶非线性品质系数μgβ, 对比发现EFNC的μgβ值高于MFNC, 其值达59706×10-48 esu(1 esu=3.34×10-10C).     

Synthesis and Nonlinear Optical Properties of New Quadrupolar Chromophores

Two-photon absorption (TPA) has recently received considerable attention because they offer opportunities for both fundamental research and technological applications. The potential applications, including optical data storage, two-photon photodanamic therapy and optical limiting mainly depend on the materials with large two-photon cross section (δTPA)1. Here, we reported two novel chromophores based on symmetric structure of “D-A-Core-A-D”, where D and A stand for electron-donor and e…     

高活性、高产率非线性偶氮化合物的合成及其线性、非线性光学性能

合成了一类高产率的基于偶氮的新型非线性活性化合物. 初步测定其薄膜的折射率可在1.55—1.64范围内任意调节, 薄膜的Tg在130 ℃ 以上, 其未经优化的非线性光学系数γ33为16 pm/V(1310 nm), 该材料在通讯波长窗口的光学损耗较小, 化合物的热分解温度在239 ℃ 以上.     

Synthesis and Properties of Metal Phthalocyanines Containing Azo Chromophores

4-(R-Diazenyl)phthalonitriles have been obtained from 4-aminophthalonitrile via diazotization and azo coupling. Based on these phthalonitriles, the corresponding metal phthalocyanines have been synthesized using the nitrile method. Spectral and other physicochemical properties of the prepared compounds have been studied.     

含噁二唑四枝分子的合成与非线性吸收

选择噁二唑基团作为多枝化合物的“枝”,以苯甲腈基和咔唑基团为分子的“核”,合成了两个四枝化合物(BO-G2和NO-G2),进行了核磁共振和质谱的表征.从结构上看,BO-G2和NO-G2分别具有“D-A-A-’A-D”和“D-’A-D-A-D’”电荷转移特征,后者具有pn结.吸收光谱和荧光光谱证实,NO-G2具有较大的激发态和基态偶极矩差值,存在着明显的分子内电荷转移和非线性吸收.     

Synthesis and Investigation of Electro-Optical Properties of H-Shape Dibenzofulvene Derivatives

We have synthetized two classes of dibenzofulvene-arylamino derivatives with an H-shape design, for a total of six different molecules. The molecular structures consist of two D-A-D units connected by a thiophene or bitiophene bridge, using diarylamino substituents as donor groups anchored to the 2,7- (Group A) and 3,6- (Group B) positions of the dibenzofulvene backbone. The donor units and the thiophene or bithiophene bridges were used as chemico-structural tools to modulate electro-optical and morphological-electrical properties. A combination of experiments, such as absorption measurements (UV-Vis spectroscopy), cyclic voltammetry, ellipsometry, Raman, atomic force microscopy, TD-DFT calculation and hole-mobility measurements, were carried out on the synthesized small organic molecules to investigate the differences between the two classes and therefore understand the relevance of the molecular design of the various properties. We found that the anchoring position on dibenzofulvene plays a crucial key for fine-tuning the optical, structural, and morphological properties of molecules. In particular, molecules with substituents in 2,7 positions (Group A) showed a lower structural disorder, a larger molecular planarity, and a lower roughness.     

阴离子型淀粉微球的合成及性能研究

本文以淀粉或淀粉衍生物为原料，ＰＯＣｌ３为交联剂，采用逆相悬浮交聚合技术合成了阴离子淀粉微球。以淀粉为基质中性微球不原料，用Ｎａ３Ｐ３Ｏ９作交联剂进行二次交联和阴离子化，得到另一种阴离子型淀粉微球，研究了两种微球的表观形态，粒径分布、溶胀性和吸附载药性能。     

手性酰胺键桥连双发色团型手性(锌)卟啉的合成与性质

以手性酰胺键为键合基团,芘为第二发色团,合成了两例具有手性结构的卟啉衍生物及对应锌配合物,其结构经质谱、核磁共振和元素分析表征。采用光谱学和电化学方法对手性卟啉衍生物的电子结构进行了研究。结果表明：4种手性卟啉衍生物均表现出较强的手性光学信号,且手性氨基酸与卟啉间的激发耦合强于芘。