电荷转移复合物的研究与应用.ppt

电荷转移复合体的研究与应用，化工与工艺化工08-4班伞伟，本文的研究目的和意义，电荷转移复合体系统是目前化学与材料专业研究的热点之一，随着我们电荷转移复合体理论的深入研究与发展，其他许多科学领域如有机化合物的分离分析、高分子化学中的聚合理论、 随着功能高分子化合物材料科学的有机导体和超导体、有机磁体、非线性光学材料、感光膜等全球资源的不足，新型电荷迁移复合材料的开发具有重要作用。 近年来发现了许多新材料的电荷转移络合物，中国化学家朱道本研究的以富勒烯为供电子体的电荷转移复合体为富勒烯的研究和应用开辟了道路。 将来一定有光明的前途。 论文主要内容介绍，第一章绪论部分，主要介绍电荷转移与电荷转移复合体的基础理论。 第二章阐述了电荷转移复合体在一些交叉学科的应用，主要写作导电材料和非线性光学的应用。 第三章介绍了电荷转移复合体的发展历程。 主要从导电材料和电致发光材料两方面进行介绍。 第四章介绍两种电荷转移复合体的晶体结构和合成工艺。 第五章介绍了电荷转移复合体的发展趋势。 从电荷转移复合体在各具体交叉学科的应用阐述发展前景和趋势。 电荷转移复合体的基础理论，电荷转移复合体的形成机理在绪论，我们通过两个理论知识对电荷转移复合体的形成机理进行了阐述。 两种理论分别是价键理论和分子轨道理论。 价键理论认为在形成电荷转移复合体时发生电荷转移，分子间的力主要是范德华力，同时在过渡状态下施主分子与受主分子间的力主要是电荷转移作用，施主与受主之间可以用波函数表示的分子轨道理论表明，电荷转移来自于电子供体的最高占有轨道(HOMO ) 基态的相互作用能比激发态的跃迁能小得多，可以用微噪声理论方法处理。 因此，分子轨道理论认为电子从施主分子HOMO转移到受体LUMO。 电荷转移复合体的基础理论、电荷转移复合体的分类电荷转移复合体的分类方法很多，可以根据结构、性质、用途等进行分类。 本文根据受体分子的不同、电荷移动方向、电子移动方式，解说了3种方式。 (1)受体分子不同的分类中，具有低能空轨道的几种金属离子，具有高电子亲和力的卤素分子和卤素化合物，不具有电子轨道的有机分子称为受体。 (2)根据电荷移动方向的分类，也可以将金属复合体分为金属-配体复合体和配体-金属复合体。 (3)关于高分子复合体，我们根据电子转移方式，大致分为高分子的分子内和分子间。 电荷转移复合体的基础理论、电荷转移复合体的测定方法，由于电荷转移复合体生成后具有特定的颜色和特征，因此采用多种光谱实验方法进行测定。 (1)紫外光谱中，电荷移动复合体形成后出现新的吸收带，可以判断有无电荷移动复合体的形成。 (2)供体分子向受体分子电荷转移，供体分子和受体分子的电子云密度发生变化，影响这两组的共价键强度，电荷转移复合体中两个单体分子的特征吸收峰位置产生微小差异。 在固相中，这些差异来源于晶体的沉积效应。 通过红外光谱观察这些差异，可以判断电荷转移复合体的生成。电荷移动复合体的测定方法(3)x射线光电子能谱中，电荷移动复合体形成前后构成复合体的两个中心原子周围的电子云分布的变化，也与内层电子受到的外层电子的遮蔽作用相应地变化。 因此，这两个中心原子内壳电子的结合能位移发生变化。 x射线光电子能谱法的化学位移变化程度的大小反映了施主与受体之间的电荷移动程度。 (4)核磁共振波谱法主要通过测定质子分裂和化学位移的差异来测定电荷转移复合体的生成。 也就是说，形成电荷转移复合体后，由于供体分子和受体分子周围化学环境的变化，复合体的核磁共振波谱与供体、受体分子比较明显不同。 电荷转移复合体的基础理论，近年来电荷转移复合体的研究与开发，电荷转移复合体已应用于许多交叉学科。 医学药学、生物科学的新材料科学等。 本文重点介绍电荷转移复合物在有机导电功能材料和有机发光材料中的应用。 电荷转移复合体在有机导电性功能材料中的应用电荷转移复合体的出现在一定程度上缓和了金属材料的需求压力，特别是在半导体、超导体中非常有用。 (1)电荷转移复合体的导电机理本文主要通过带理论对其导电机理进行说明。 机制大致如下：电荷转移复合体的应用是受体分子与受体分子相互作用，随着供体分子的最高占有轨道与受体分子的最低空轨道的能隙减小，电子受热激发从最高占有轨道向最低空轨道转移，在电离的同时产生不完全电荷转移， 形成混合价电子带，出现部分填充的能带结构，有机电荷转移复合体从绝缘体转变为半导体、导体、甚至超导体。 (2)电荷转移复合体具有导电性的条件电荷转移复合体要想具有金属之类的导电性，必须满足一定的结构和能量条件。 在结构上，高电导的电荷移动复合体大部分分类为柱结构，混合在柱结构中的是绝缘体或半导体。 分子在晶体中堆积、重叠的形式与电荷转移复合体的导电性有密切关系的电荷转移复合体的应用，在能量上，在电荷转移复合体中可以根据电荷转移的程度完全不完全分开。 电子迁移完整的复合体被每个分子位置的电子占据，能带完全充满，可能的电子迁移越过能隙到达附近的较高地区。 当电荷部分移动时，电子和电子相互排斥的能量显着减弱，导带未完全满足，电子能够不超过能隙地移动到附近的空能级，引起了两种不同电荷移动状况的导电性能差异。 同时，供电子体和受电子体的电解电势和亲和电势的差异也引起复合体的导电性差异。 电荷转移复合体的应用、电荷转移复合体在有机发光材料中的应用电荷转移复合体的发光机理首先是理解发光的定义，发光是物质内部不经过热阶段而以某种方式吸收能量，直接转化为选择性特征辐射的现象。 主要有激发、能量输送、发光三个过程。 处理有机电荷转移发光材料时，对溶液和固体的能量传递感兴趣。 在能量传递期间，失去能量的一侧为能量供体(d )，获得能量的一侧为能量受体(a )。 能量传递分为辐射传递和非辐射传递。 处于激发状态的施主(D* )首先发射光子，处于基态的受体(a )吸收光子后被激发为激发状态，形成受体的激发状态(A* )。 由于辐射能量的转移不需要身体与受体的相互作用，因此能够实现较远距离的能量传递。电荷转移复合体的应用，非线性光学材料之所以受到广泛关注，是因为其在光通信、数据存储和光转换等方面的应用非常频繁。 近年来在研究非线性光学材料的基础上，主要研究了无机、有机、金属有机、共轭有机化合物、聚合物和有机金属聚合物、分子簇和络合物。 电荷转移复合体的非线性光学材料具有较高的非线性，他们具有较高的非线性极化率，其非线性光学特性主要是电荷转移复合体的刚性结构和分子内电荷转移，如卟啉是一种非常好的非线性光学材料单体。 电荷转移复合物的应用，1884年Friedrich用化学计量数1:1将对苯酚和对苯醌转化为化合物醌对苯二酚。 该化合物具有美丽的颜色，当时其结构不详，但其实是电荷转移复合体的萌芽阶段。 经过多年的发展，对电荷转移复合体结构和合成方法的认识已经有了一定的基础。 进入本世纪以来，电荷转移复合体成为国际上非常活跃的领域，特别是具有准一维导电性、超导性和电双稳定性等特点，在科学界越来越受到重视。 电荷转移复合体的研究主要是通过培育具有不同电子供体、受体的单晶来考察组成、晶体结构对复合体性质的影响。 近年来，如何利用特殊技术有效地控制电荷转移复合导电材料的尺寸和生长方向，使其成为纳米尺度的线、管、棒等结构，有利于利用有机电荷转移复合体构建电子器件，研究尺寸效应对其性质的影响。 电荷转移复合体的发展历史，迄今为止，人们对电荷转移复合体的研究还不够系统全面，对电荷转移复合体的结构和形成机制进行了更深入的探讨，用电荷转移理论来说明人们不能理解的化学难题，如一些有机反应的历史、酶反应的模型和许多疾病的发病机制等电荷转移复合体在未来的隐形材料、感光材料、电致发光材料、医药科学等方面有很大的发展潜力。 在未来几年，根据有机光电活性材料与无机光电材料的本质差异，建立和发展有机光电复合材料电荷转移带理论的结构与性能的相关性研究基础上，通过制备新的电荷转移复合材料，进一步优化材料性能的电荷转移复合材料的发展趋势，研究了影响电荷转移复合材料性能稳定性的因素，提高了光电性能的可持续性近年来，对称共轭结构双光子吸收的研究有望得到新的感光性有机材料，对具有c链的聚合物的研究有望得到具有光导电性和三次非线性的新聚合物材料，在这一技术方面，材料加工、器件制作技术和成品率提高技术保障、器件寿命延长等进步有望得到更多的有机光电转移复合材料的实用化和有机信息材料的发展为突破无机材料集成度的界限提供了物质基础。 有机高分子分子的布线比这一界限小几个数量级的电子信息传输到光子信息传输等信息科学的发展对光电材料提出了新的要求，同时促进了有机光电材料的发展。 电荷转移复合体的发展趋势，在论文写作中，通过多位专家对电荷转移的研究和意