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《功能化有機(jī)小分子光電材料的合成與光物理性能的研究開題報(bào)告.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、開題報(bào)告題目：功能化有機(jī)小分子光電材料的合成與光物理性能的研究1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述1.1題目背景及研究意義光致變色(Photochromism)[l]是指化合物A在受到波長為入1的光照時(shí)，可通過特定的化學(xué)反應(yīng)生成結(jié)構(gòu)和光譜性能不同的產(chǎn)物B，而在波長為入2的光照或熱的作用下，B又可逆地生成化合物A的現(xiàn)象，其變化過程如（圖1.1)所示：圖1.1這一過程的基本特征為：A、B在一定條件下都能穩(wěn)定存在，且顏色視差顯著不同；A、B之間的變化是可逆的。其中因溫差導(dǎo)致的變色材料稱為T(The~l)型，該類材料受到激發(fā)后反應(yīng)速度和褪色速度都比較快；光輻射作用導(dǎo)致的變色材料稱為P(Photoac
2、tive)型，該類材料的消色過程是光化學(xué)過程，有較好的穩(wěn)定性能和變色選擇性能[2]。光致變色材料是一類新型的功能性材料。這類材料經(jīng)光照后，其化學(xué)性能與物理性能(特別是在顏色方面)會(huì)發(fā)生可逆的變化[3]，可廣泛應(yīng)用于光信息存儲、光轉(zhuǎn)換器件和光開關(guān)等前沿領(lǐng)域[4-5]。早期對光致變色材料的研究主要集中在：(1)發(fā)現(xiàn)更多化合物的光致變色化合物，到目前為止發(fā)現(xiàn)的光致變色種類主要是螺吡喃螺嗪類[6-7]、二芳基乙烯類[8]、偶氮苯類及俘精酸酐類[9-10]等；(2)對已發(fā)現(xiàn)的光致變色化合物進(jìn)行分子修飾，使其各種性能可滿足應(yīng)用[11]；(3)研究分子所處的環(huán)境對光致變色性能的影響，如溶劑效
3、應(yīng)、溫度影響等。雖然對光致變色的研究已經(jīng)取得了很大成就，但是要將光致變色材料應(yīng)用到光存儲、光開關(guān)及其他更為深入的應(yīng)用，還有許多問題需要解決，如熱穩(wěn)定性、抗疲勞性能、非破壞性讀出一直是阻礙光致變色材料應(yīng)用到光存儲和光開關(guān)上的重要因素。人們?yōu)榱税l(fā)展和擴(kuò)大光致變色材料的應(yīng)用，設(shè)法將其它功能團(tuán)與光致變色功能團(tuán)連接在一起組成具有多功能的光致變色體系。這種體系包括與熒光磷光基團(tuán)、磁性基團(tuán)、手性基團(tuán)連接的光致變色體系及雙光致變色體系[12]。有機(jī)光致變色化合物應(yīng)具有以下基本要素：(1)好的熱力學(xué)穩(wěn)定性；(2)好的抗疲勞性；(3)快速的反應(yīng)性；(4)高靈敏度。仔細(xì)分析近些年國內(nèi)外有機(jī)光致變色化
4、合物的研究成果，滿足以上要素的化合物體系為數(shù)不多，如何開發(fā)出優(yōu)良的有機(jī)光致變色染料是目前研究人員的共識。然后，進(jìn)一步深層研究有機(jī)光致變色化合物的變色機(jī)理。人們對其變色過程并不十分了解，為了更好地了解其變色過程,需要利用越來越先進(jìn)的各種分析手段進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究，更需要進(jìn)行理論上的創(chuàng)造，提出新概念、新模型、新理論和新方法,科學(xué)地闡明有機(jī)光致變色化合物的變色過程、激發(fā)過程和激發(fā)狀態(tài)。最后,在以上研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究有機(jī)光致變色化合物的生產(chǎn)過程、生產(chǎn)工藝,降低生產(chǎn)成本使之盡快進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域[13]。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀光致變色指的是某些化合物在一定的波長和強(qiáng)度的光作用下分子結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變
5、化，從而導(dǎo)致其對光的吸收峰值即顏色的相應(yīng)改變，且這種改變一般是可逆的。人類發(fā)現(xiàn)光致變色現(xiàn)象已有一百多年的歷史。第一個(gè)成功的商業(yè)應(yīng)用始于20世紀(jì)60年代，美國的Corning工作室的兩位材料學(xué)家Amistead和Stooky首先發(fā)現(xiàn)了含鹵化銀(AgX)玻璃的可逆光致變色性能[14]，隨后人們對其機(jī)理和應(yīng)用作了大量研究并開發(fā)出變色眼鏡。但由于其較高的成本及復(fù)雜的加工技術(shù)，不適于制作大面積光色玻璃，限制了其在建筑領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用。此后AgX光致變色的應(yīng)用重心轉(zhuǎn)向了價(jià)格便宜且質(zhì)量較輕的聚合物基材料，而各種新型光致變色材料的性能及其應(yīng)用也開始了系統(tǒng)研究。具有實(shí)際應(yīng)用前景的光致變色材料最重要
6、的特性是成色體必須有足夠的熱穩(wěn)定性，還有一個(gè)就是光致變色化合物的耐疲勞性。目前已開發(fā)的光致變色材料大可分為無機(jī)光致變色材料和有機(jī)光致變色材料兩大類傳統(tǒng)無機(jī)光致變色材料有金屬鹵化物、金屬羰合物、金屬氧化物等，研究較為成熟，性能穩(wěn)定，光色循環(huán)次數(shù)較高，但種類較少，顏色單調(diào)。有機(jī)光致變色材料，如螺環(huán)烴類、縮苯胺衍生物、染料類、雜環(huán)化合物等，種類繁多、價(jià)格便宜、對光敏感度高，因而不僅已在高科技領(lǐng)域如光電信息記錄材料方面得到應(yīng)用，在民用行業(yè)也嶄露頭角，國外如美、德、日、俄、歐等國家已有用于服裝、塑料等的民用產(chǎn)品，而國內(nèi)目前在這個(gè)領(lǐng)域還沒有真正的生產(chǎn)廠家，一些研究機(jī)構(gòu)如南開大學(xué)等已著手開發(fā)
7、光致變色安全玻璃透明薄膜、光致變色紡織品、光致變色涂料等，并有部分產(chǎn)品通過了中試[15]。目前國內(nèi)外還在積極探索和開發(fā)新的高性能有機(jī)光致變色體系。雖然有機(jī)光致變色材料的研究取得了較大的進(jìn)展，但也有不耐高溫和容易疲勞的缺點(diǎn)，尤其是戶外耐候性較差限制了其在建筑方面的應(yīng)用，相反，無機(jī)光致變色材料卻體現(xiàn)了很好的穩(wěn)定性和耐疲勞性能。因此，近十年來，無機(jī)光致變色材料的研究重新引起了人們的重視，并開發(fā)了無機(jī)和有機(jī)復(fù)合光致變色材料及生物光致變色材料[l6]。光致變色材料的研究涉及到合成化學(xué)、材料、電子、光化
