全氟金屬酞菁的合成與性能研究.pdf

1、全氟金屬酞菁的合成與性能研究全氟金屬酞菁的合成與性能研究StudyontheSynthesisPropertiesofMetalHexadecafluophthalocyanines一級學(xué)科：化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)作者姓名：馬鋒指導(dǎo)教師：李祥高教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一二年五月中文摘要有機(jī)半導(dǎo)體材料是有機(jī)場效應(yīng)器件的重要組成部分，在有機(jī)薄膜晶體管中直接影響器件的遷移率等性質(zhì)。迄今為止，大多數(shù)有機(jī)半導(dǎo)體材料為p型材料，n型有機(jī)半

2、導(dǎo)體材料比較少見，而n型有機(jī)半導(dǎo)體材料是pn結(jié)二極管、雙極性晶體管和互補(bǔ)CMOS電路等的重要組成部分，因此，開發(fā)n型有機(jī)半導(dǎo)體材料具有非常重要的意義。酞菁化合物具有18π電子共軛結(jié)構(gòu)及良好的熱穩(wěn)定性和真空蒸鍍成膜的特點(diǎn)，是制備有機(jī)薄膜晶體管的良好半導(dǎo)體材料。本文通過含F(xiàn)取代基的引入，將p型金屬酞菁半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)變?yōu)閚型有機(jī)半導(dǎo)體材料，并嘗試將其應(yīng)用于有機(jī)薄膜晶體管器件中。本文首先以四氟鄰苯二甲酸酐為原料，經(jīng)亞胺化、氨化及脫水反應(yīng)合成出了中

3、間體四氟鄰苯二甲腈，并對該合成工藝進(jìn)行了優(yōu)化。在最佳工藝條件下，四氟鄰苯二甲腈的總收率為46.71%，純度為98.83%。培養(yǎng)四氟鄰苯二甲腈的單晶并對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)解析，該晶體屬于正交晶系，空間群為P212121。以四氟鄰苯二甲腈及金屬鹽等為原料通過液相及固相反應(yīng)合成了7種MPcF16（M=Fe、Co、Ni、Cu、Zn、VO及SnCl2）全氟金屬酞菁化合物，利用IR、UVVis及MALDITOFMS對合成產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。在鄰二氯苯中全

4、氟金屬酞菁的紫外可見吸收光譜最大吸收波長在665~716nm之間，在NN二甲基甲酰胺中，其紫外可見吸收光譜最大吸收波長在654~702nm之間，隨著溶液劑性增強(qiáng)，紫外可見吸收光譜發(fā)生藍(lán)移，且在強(qiáng)極性溶劑中會發(fā)生分子聚集行為；全氟金屬酞菁在鄰二氯苯中均具有熒光發(fā)射譜，最大發(fā)射波長在680~750nm之間，其中，全氟酞菁鋅的熒光量子效率為0.67。熱重分析表明，全氟金屬酞菁有較高熱失重溫度，熱穩(wěn)定良好；電化學(xué)測試表明，全氟金屬酞菁的LUMO