二茂鐵的三元及多元體系的研究

為了開(kāi)發(fā)清潔和可持續(xù)發(fā)展能源，太陽(yáng)能的有效利用一直是科學(xué)家們關(guān)注的熱點(diǎn)。光合作用是自然界中將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過(guò)程，而光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移是光合反應(yīng)中心的重要步驟。因此，光合作用的人工模擬近年來(lái)備受關(guān)注，目前主要策略是通過(guò)構(gòu)建多元體系以產(chǎn)生多步光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移。其中，以卟啉和富勒烯為給受體的體系得到了廣泛的研究，并已初步應(yīng)用于太陽(yáng)能電池及其它光電轉(zhuǎn)換器件中，二茂鐵(Fc)作為次級(jí)電子給體有助于體系形成穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命的電荷分離態(tài)。作為卟啉的類似物，酞菁(Pc)的吸光范圍比卟啉更寬，其在太陽(yáng)光的紫外/藍(lán)區(qū)(Soret帶，350nm),尤其是近紅外/紅區(qū)(Q帶，max700nm)具有較高的摩爾吸光系數(shù)，同時(shí)具有較強(qiáng)的電化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性。因此通常在給受體體系中被作為優(yōu)良的光吸收天線。有關(guān)酞菁-富勒烯的共價(jià)和超分子體系的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移已有較多文獻(xiàn)報(bào)道，但是包含其它發(fā)色團(tuán)或次級(jí)電子給體如二茂鐵的三元及多元體系的研究至今還很少。通過(guò)富勒烯衍生物中的吡啶或咪唑基與二茂鐵修飾的金屬酞菁軸向配位構(gòu)筑了二茂鐵-酞菁-富勒烯超分子三元體系，并研究了其配位穩(wěn)定性及光物理和電化學(xué)性質(zhì)。