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关键词： 铀酰配合物   选择性染料吸附   间甲氧基苯甲酸   阳离子染料  

摘要： 在常温下,采用UO_2(Ac)_2·2H_2O与间甲氧基苯甲酸(HL)反应得到一例铀酰配合物([(UO_2)(DMSO)(L)_2]_2)(DMSO:二甲亚砜)。通过X-射线单晶衍射分析配合物属于三斜晶系,P1空间群,a=10. 744(2) ?,b=14.467(3) ?,c=14.632(3) ?,α=91.04(3)°,β=107.87(3)°,γ=94.59(3)°,V=2155.5(8) ?~3,D_c=2.004 g/cm^3,Z=2。U(Ⅵ)离子均为七配位的UO_7五角双锥构型。此外,研究了配合物对染料的吸附性能。结果表明,配合物对阳离子染料具有较好的吸附性能,其中对罗丹明B的最大吸附量达到249.87mg/g,对阴离子染料的吸附几乎可以忽略,说明配合物具有选择性吸附阳离子染料的性能。

关键词： 多级结构   α-MoO_(3)空心球   溶剂热法   亚甲基蓝   吸附性能  

摘要： 具有多级结构的半导体金属氧化物,其特有的立体空间结构使材料具有超高活性,在吸附领域具有应用潜力。研究采用简单的一步溶剂热法制备了空心球状的MoO_2前驱体,400℃热处理后得到多级结构α-MoO_3空心微球。空心球的直径为600～800 nm,由宽度约70 nm的纳米棒构筑而成。该球状α-MoO_3纳米材料对亚甲基蓝(MB)染料具有优良的吸附性能。当α-MoO_3吸附剂用量为0.5 g/L、MB染料浓度为20 mg/L、吸附时间为5 min时,移除率可达到73.40%。吸附60min时,吸附达到平衡,此后移除率为97.53%～99.65%。该吸附动力学过程符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型拟合,最大吸附量为1543.2 mg/g。α-MoO_3微球由于多级且中空的纳米结构,对MB染料具有用量少、吸附速率快和吸附完全等特点。该材料可以用于吸附废水中其他有机染料。

关键词： 黄连素   染料木素   有机盐   水合物   氢键  

摘要： 合成了黄连素和染料木素的有机盐水合物[C_(20)H_(18_NO_4]^+·[C_(15)H_9O_5]^-·2. 5H_2O·0. 5(C_2H_5OH),并测定了其晶体结构。解析结果表明,该有机盐水合物属于单斜晶系,P2_1/c空间群。染料木素7取代位的羟基失去了质子变成了染料木素阴离子。羟基阴离子与4'取代位上的羟基形成了O—H…O-氢键,产生了一维的氢键链状结构。两个水分子通过氢键作用形成了链状结构,并与染料木素阴离子形成二维的氢键结构。加热失去水分子后,有机盐水合物变成无定型状态。在乙醇水溶液中悬浮后,无定型可以转变成结晶的水合物结构。形成黄连素-染料木素有机盐水合物后,染料木素在水中的溶解度略有增加。

关键词： 多级结构   LDHs   磁性材料   甲基橙吸附  

摘要： 近年来,随着工业的发展,纺织、印刷等行业排出大量含有有机染料的工业废水,这些染料具有很强的化学及热力学稳定性,一旦流入生态系统很难得到降解,会对人类以及动植物的健康造成巨大的危害,因此水体中染料的去除研究具有重要意义。吸附法具有操作简便、染料去除效率高、成本低等优点,引起了人们的广泛关注,然而传统的吸附剂因固液分离困难、吸附容量小等因素,限制了吸附法的广泛应用。因此,本文旨在制备成本低、合成路径简单、选择性高、吸附容量大、易于回收的新型多级结构LDHs材料,并用于水体中染料的去除研究。根据以上研究现状及理论依据,本论文的具体工作如下:1、以乙醇-水为溶剂,十二烷基磺酸钠(Sodium lauryl sulfonate,SDS)为软模板剂,尿素为碱源,Mg(NO3)2·6H2O、Al(NO3)3·9H2O为层板离子,采用水热合成法制备多级结构MgAl-LDHs材料。通过Zeta电位法考察不同形貌MgAl-LDHs材料吸附前后的等电点,采用X射线衍射分析(X-rays diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier infrared,FT-IR)和比表面积及孔径分析仪(Specific surface area analyzer,BET)对吸附剂的表面形态和内部结构进行表征,阐述多级结构MgAl-LDHs可能的形成机理。利用静态吸附法研究不同形貌和结构材料对水溶液中甲基橙染料的去除效果,同时考察溶液pH值、甲基橙初始浓度、反应时间、反应温度等因素对MgAl-LDHs材料吸附去除甲基橙染料的影响;分别研究了三个批次的吸附剂对甲基橙吸附过程的动力学、热力学及热动力学行为,阐述可能存在的吸附机理。实验结果显示:溶液的pH值,对MgAl-LDHs多级结构材料吸附去除水溶液中的甲基橙染料有很大的影响;对于不添加软模板剂的材料,选用pH 3.5作为最优吸附pH值;而含有软模板剂SDS的材料,在pH 4.0时去除效果最佳;在45℃条件下,SDS含量为0.15 M的MgAl-LDHs和MgAl-CLDH材料最大吸附容量分别为445 mg·g-1、715 mg·g-1。吸附剂对甲基橙的吸附过程符合Langumir等温吸附模型(R2>0.99),实验最大吸附容量与拟合数据454 mg·g-1、751 mg·g-1相接近;60 min基本达到吸附平衡,符合准二级动力学模型,吸附过程由限速步骤控制。采用热脱附的方式探究MgAl-CLDH的循环利用,重复使用3次后,对甲基橙的吸附效果仍保持较高水平。2、以尿素为沉淀剂,Mg(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O为层板离子,通过水热合成法制备多级结构MgFe-LDHs材料,在不同温度下煅烧制备MgFe-CLDH材料;通过Zeta电位法考察MgFe-CLDH材料的等电点,采用XRD、SEM、FT-IR、BET、X射线能谱分析(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)和磁性能测试仪(magnetic performance tester,VSM)对吸附剂的表面形态和内部结构进行表征,阐述多级结构磁性水滑石材料可能的形成机理。通过静态吸附法研究磁性材料对水溶液中甲基橙染料的去除效果,同时考察溶液pH值、甲基橙初始浓度、反应时间、反应温度等因素对磁性MgFe-CLDH材料吸附去除甲基橙染料的影响,同时还研究了吸附剂对甲基橙吸附过程的动力学、热力学及热动力学行为,阐述可能存在的吸附机理;最后,以0.1 mol·L-1NaOH为脱附试剂,探究其重复利用性能。实验结果显示:溶液的pH值对磁性MgFe-CLDH多级结构材料吸附去除水溶液中的甲基橙染料有很大的影响;溶液在pH 3.5时去除效果最佳;温度对材料吸附甲基橙影响较小;在10mL体系中,55℃条件下,pH 3.5,磁性镁铁水滑石材料最大吸附容量为520 mg·g-1。吸附剂对甲基橙的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型(R2>0.99);60 min基本达到吸附平衡,符合拟二级动力学模型,吸附过程由限速步骤控制。磁性MgFe-CLDH具有良好的循环利用性能,重复使用3次,对甲基橙的吸附效果保持80%。

关键词： 氯氧化铋   染料敏化   活性晶面   表面缺陷   光电转换   RhB去除  

摘要： 寻求缓解环境与能源之间日益突出矛盾的方法是人类可持续发展的必经之路。染料敏化光催化燃料电池（DSPFC）是一种基于燃料电池基础上结合半导体光催化技术,通过使用染料分子为燃料实现太阳能与电能转化的系统。因其在持续产电的同时可以去除水体中的污染物而具有可观的应用前景。拥有独特层状分子结构和界面化学性质的氯氧化铋（BiOCl）半导体被证明是一种极具潜力的DSPFC电极材料。其一,BiOCl层状分子间形成的内部静电场有利于光电荷的转移。其次,由于它大的比表面和开放空间特征,{010}活性晶面可以赋予BiOCl优异的染料光敏化性能。因此,设计合成高性能BiOCl材料对于促进DSPFC发展至关重要。本论文在深入研究BiOCl材料结构与化学性质的基础上,以提升BiOCl染料敏化性能和加快电荷转移为研究思路,采用溶剂热、金属离子掺杂、光还原等方法合成出一系列具有独特表面结构以及形貌的功能化BiOCl材料。结合对材料物理结构和化学性质的系统分析,阐述其染料敏化性能增强机制。最后考察它们在DSPFC中的光电转化性能和污染物去除效率,为构建和开发高性能的DSPFC提供一套可行的理论支持和实验方案。具体从如下五个方面开展研究:第一方面研究了{010}暴露面对BiOCl染料敏化性能的影响。通过调节反应溶液的pH值制备了具有不同比例{010}面的BiOCl纳米片。研究结果表明溶液pH值的增加有利于{010}活性晶面的生长,在pH=12.0条件下,BiOCl拥有最大{010}暴露面。其原因是高浓度OH-将会消耗Bi3+水解产生的H+,导致{001}面生长被抑制。随着{010}面的增长,BiOCl染料敏化性能逐渐增强。机理实验证明拥有大比表面积和开放空间特征的{010}面促进了BiOCl对染料罗丹明B（RhB）分子的吸附,导致其在可见光照射下可以产生更多的活性物种用于污染物分解。当使用40 mL 5 mg/L RhB溶液为燃料时,电池的Jsc和Voc分别为0.0052 mA/cm2和0.56 V。同时,在240 min光照时间内,RhB溶液的退色效率约为52.1%。第二方面研究了比表面积大小对BiOCl染料敏化性能的影响。通过使用乙醇/氨水为反应溶剂合成出拥有大比表面积和高比例{010}活性面的BiOCl纳米花。研究结果显示该纳米花状结构是由平均厚度为15 nm的纳米片自组装而成,其比表面积为63.82 m2g-1。大的比表面积和{010}面可以提供更多的空间和活性位点用于RhB分子的吸附,这有利于BiOCl染料敏化性能的显著提升。在25 min光照时间内,RhB的退色去除效率高达100%,远高于其它样品。光电性能测试结果证明BiOCl纳米花高的光电子生成率和有效的电子转移是导致其染料光敏化降解性能增强的主要原因。在DSPFC系统中,该光阳极的Jsc和Voc分别为0.0058 mA/cm2和0.689 V。并且,获得了67%的RhB颜色去除效率。第三方面研究了表面氧空缺对BiOCl染料敏化性能的影响。通过使用表面活性剂CTAC以及Sb离子掺杂过程制备了Sb掺杂的BiOCl超小纳米片。研究结果表明Sb离子的掺杂破坏了[Bi2O2]稳定结构从而导致了BiOCl表明氧空缺的产生。当Sb掺杂量为5%（mol%）时,其对RhB的光敏化降解效率最高。机理研究表明氧空缺不仅可以提供多的反应活性位点用于染料分子吸附和分子氧活化,还可以作为光电子捕获中心加快电荷转移。DSPFC测试结果表明氧空缺的存在显著提升了BiOCl的光电转换性能和污染物去除效率,其Jsc和Voc分别为0.00624 mA/cm2和0.682 V。同时在240 min的时间内,实现了约69.1%的RhB退色效率。第四方面研究了2D BiOCl纳米片厚度对其染料敏化性能的影响。通过PVP辅助溶剂热法制备了具有完全{010}暴露面的超薄BiOCl纳米片。研究结果显示超薄BiOCl纳米片的平均厚度为3.48 nm,大约由5个[Cl-Bi-O-Bi-Cl]单元堆积而成。而且,随着BiOCl纳米片厚度减少到原子尺寸,大量的表面缺陷(V?BiVO··V?Bi)和氧空缺将会产生,它们作为活性位点促进了染料分子的吸附并提升了光化学反应。此外,电荷动力学研究结果表明超薄结构还减少了光电荷的扩散距离,从而延长了电子的平均寿命。大面积的{010}活性面、多的表面活性位点以及长的电子寿命导致了制备的BiOCl材料呈现出优异染料敏化性能。在DSPFC系统中,该光阳极表现出了极佳的光电转换性能和污染物去除能力,其Jsc和Voc分别为0.00865 mA/cm2和0.731 V。同时,在240 min反应时间内,它还实现了72%的RhB退色效率以及10.77%的库伦效率。第五方面研究了BiOCl可见光光催化活性。通过溶剂热和光还原法制

关键词： 二硫富瓦烯敏化剂   分子形状   聚集体   光捕获单元  

摘要： 与钌染料敏化剂和传统的无机太阳能电池相比,有机染料敏化太阳能电池因其材料来源丰富、合成成本低、分子结构易于修饰、效率高等优点,成为最有应用前景的电池技术之一。在染料敏化太阳能电池（DSSCs）中,敏化剂的分子结构及其在二氧化钛表面的聚集体形态对电池的性能都有很大的影响。本论文中,为了获得最佳的电池性能,通过π-桥以及电子受体结构的选择对染料光捕获能力和聚集体的形态进行了调控,并对它们在DSSCs中的应用进行了研究。其中,通过π-桥不同调控了染料分子张角,以氰乙酸作为受体制备的染料,优化聚集体形态后,获得了9.04%的电池效率;以吡啶为受体的染料体系中,通过π-桥上拉电子基团和一个分子中形成双光捕获单元的构建,对染料的光捕获能力进行了优化,获得了6.56%的电池效率。具体内容如下:1.分别以噻吩和吩恶嗪为π-桥,合成了以二硫富瓦烯为给电子基团、氰乙酸为拉电子基团的有机染料DTF-C5和DTF-C6。其中,DTF-C5分子结构中的给体单元与受体单元之间的张角达到150.61°,由于分子接近线型,在不加共吸附剂脱氧鹅胆酸（CDCA）的情况下,该分子在TiO2表面倾向于形成致密的J-聚集体,从而使其短路电流密度(Jsc)达到14.92 mA cm-2,功率转换效率（PCE）达到7.39%;而π-桥为吩恶嗪的染料DTF-C6分子结构由于张角减小为120.61°,分子接近V形,该分子需要与CDCA共吸附以填充TiO2表面染料聚集体之间的空位,从而改善电池的Jsc和Voc,与未共吸附CDCA相比,电池效率从5.50%显著提高到9.04%。2.为了研究π-桥电子结构对吡啶类二硫富瓦烯电池性能的影响,我们分别以富电子基团噻吩衍生物为π-桥以及在π-桥上引入缺电子基团恶二唑,合成了以二硫富瓦烯为给电子基团、吡啶为拉电子基团的有机染料DTFPy5和DTFPy6。结果表明,由于π-桥上缺电子基团恶二唑的引入,敏化剂DTFPy6较DTFPy5的光捕获能力提高。不使用共吸附剂CDCA的情况下,以DTFPy6制备的DSSCs电池效率达到4.99%,较DTFPy5基电池效率（3.73%）高出33.8%。3.为了进一步提升吡啶基二硫富瓦烯敏化剂的电池效率,我们通过反应合成了DTFPy5和DTFPy6及对应的二聚体染料D-DTFPy5和D-DTFPy6。结果表明,二聚体染料D-DTFPy5和D-DTFPy6比对应单体的光捕获范围变宽且摩尔消光系数增高。二聚体染料D-DTFPy5和D-DTFPy6制备的DSSCs的电池效率分别达到6.56%和5.80%,与它们对应单体制备电池效率相比,得到大幅度提高。

关键词： PLA织物   分散染料   载体染色   DFT计算   亲和力  

摘要： 聚乳酸（PLA）织物熔点低,较高温度下高温高压染色PLA织物强力损失严重,而较低染色温度容易造成PLA织物得色量低等问题,筛选或者设计适合PLA织物染色的分散染料对PLA织物染色加工具有重要意义。基于此,本论文研究了五只不同结构的分散染料在80-120℃的高温高压染色和载体染色条件下上染PLA织物的染色性能;并设计合成三只不同结构的偶氮分散染料,分析了载体染色条件下三只偶氮分散染料在PLA织物上的染色动力学和热力学,探究了分散染料结构与其在PLA织物上的染色性能规律。具体研究内容如下:本论文选取了五只结构不同的分散染料并研究了其在高温高压染色80-120℃和载体染色条件下上染PLA织物的染色性能。结果表明在80-120℃高温高压染色方法中,温度升高PLA织物的表观色深值增加,然而,当染色温度为110-120℃时,PLA织物顶破强力下降率超过了20%;且相同染色工艺条件下,C.I.分散红343对PLA织物染色的K/S最高。载体染色结果表明酯胺类化合物（90BHC）可以明显提高PLA织物染色的K/S值,在以90BHC为载体,载体用量0.25%（相对染液）,染色温度90℃,保温时间30min的较佳染色条件下染色PLA织物强力受损小,匀染性和各项牢度较佳。分别以2-氯-4-硝基苯胺为重氮组分,N,N-二羟乙基苯胺、N-乙基-N-羟乙基苯胺、N,N-二乙基苯胺为偶合组分设计合成了三只结构不同的偶氮分散染料（D1、D2和D3）,并对合成的染料进行结构表征,研究了其在不同极性大小的溶剂中的光谱性能,并基于密度泛函理论（DFT）的以6-31G（d）为基组的量子计算化学方法计算了偶氮染料分子结构参数。结果表明同一只染料在DMF中的λmax大于丙酮、乙醇和乙酸乙酯中的λmax;与染料D1相比,染料D2、D3偶合组分中引入-CH2CH3取代基后染料分子的共轭结构有轻微变化,HOMO轨道电子云向右N原子上偏移;由理论计算得到染料D1-D3的激发能（ΔE）大小顺序为ΔED1>ΔED2>ΔED3,对应的染料的最大吸收波长分别为524nm、524.8nm和525.6nm。探讨了载体染色条件下三只偶氮分散染料在PLA织物上的染色动力学及热力学,分析了分散染料结构与其在PLA织物上的染色性能规律,发现染料聚集体可能会对吸附过程产生影响,导致吸附等温线偏离Nernst型;在染色温度为353.15K、363.15K和373.15K,染料量为2%（omf）条件下,染料D1、D2和D3的亲和力（-△m~o）都大于10kJ/mol。染色熵（ΔS°）分别与染料相对分子量、分子体积以及分子偶极矩（μ）线性拟合,结果表明染色熵与偶极矩之间的线性关系最强（R2为0.9993）,由染色熵（ΔS°）和染色焓（ΔH°）的补偿效应可得染色亲和力（-Δμ°）和偶极矩之间的一个定量关系,即建立了通过偶极矩预测分散染料上染PLA织物的亲和力模型;实验所得亲和力和模型计算亲和力线性拟合度为0.99487,验证了建立的亲和力预测模型是成立的,从而为设计合成新型的适合聚乳酸染色的染料提供理论支持。

关键词： 溴氨蓝   多发色体染料   分子内拼色   棉织物   印花及染色  

摘要： 活性染料具有色泽鲜艳、湿处理牢度好及原料便宜等优点,是纤维素纤维印染用的主要染料。随着印染环保要求的提高和印染技术的发展,一些染料不适合小浴比、高固色率等节能减排印染的要求,开发新型结构活性染料已成为染料和印染可持续发展的重要方向。同时,在印染过程中,活性染料的色光多数是由三原色红、黄、蓝复配得到,但是,不同结构的染料染色和印花性能的差异使复配染料在应用过程中经常出现重现性差、一次成功率低的问题。返修不仅增加成本,还降低染料的利用率,有色废水排放造成严重的环境污染,无法满足节能减排的环保要求。 1-氨基-2-磺酸-4-（3-氨基-2,4,6-三甲基-5-磺酸苯氨基）蒽醌钠盐（溴氨蓝）是重要的艳蓝蒽醌染料中间体,因结构中三个甲基的立体空间障碍打破了芳香环与蒽醌环的共平面性,使其具有鲜艳的蓝色色光,三甲基苯环上的氨基可以与多种活性基反应。因此,从染料的母体出发,将具有蓝色色光的溴氨蓝发色体与不同色光的偶氮发色体相结合,开发具有新型结构的多发色体染料,实现分子内拼色,研究染料结构与性能的关系,是获得新型色光染料、解决复配染料配伍性差及提高染料应用性能的重要研究方向。 本文首先以溴氨蓝为第一母体,以三聚氯氰为桥基,通过缩合反应将其与2,4-二氨基苯磺酸、间脲基苯胺、2-氨基-5-萘酚-7-磺酸（J酸）或1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸（H酸）引入到同一个分子结构中,再以此缩合产物为偶合组分,以苯胺或萘胺衍生物为重氮组分,合成5只以偶氮结构为第二母体的双发色体活性染料。采用紫外可见光谱（UV-vis）、红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（1H NMR）、质谱（MS）等手段表征染料的分子结构。研究染料在棉织物上的染色和印花性能。染料的光谱性能研究表明,5只染料均含有2～3个吸收谱带,颜色表现为各个吸收带的叠加,获得新型的绿色、褐色及紫色谱活性染料。染料在棉织物上的印花结果表明,第二母体为J酸偶氮发色体的染料对碱剂及尿素的依赖性较大,其提升力及印花均匀性比第二母体为2,4-二氨基苯磺酸、间脲基苯胺或H酸偶氮发色体的染料差,第二母体含对-（β-羟乙基砜硫酸酯）苯胺为重氮组分的2,4-二氨基苯磺酸、J酸或H酸偶氮发色体的染料固色率（8.0%,质量分数）达75.0%左右。5只染料印花织物的耐摩擦、耐水洗及耐光色牢度达3～4级及以上。染料的染色性能研究表明,第二母体为间脲基苯胺、J酸或H酸偶氮发色体的染料,其染色提升力和固色率高于含2,4-二氨基苯磺酸偶氮发色体的染料,染色织物耐摩擦、耐水洗及耐光色牢度达3～4级及以上,5只染料固色率（2.0%,o.w.f）均低于50.0%。与复配染料相比,双发色体活性染料在印花和染色过程中不存在分子间拼色配伍性差的问题。 本文第二部分是在双发色体活性染料分子结构的基础上,设计以溴氨蓝为第一母体,分别以含2分子对-（β-羟乙基砜硫酸酯）苯胺为重氮组分的2,4-二氨基苯磺酸、3,5-二氨基苯甲酸及不同数量的J酸或H酸偶氮发色体为第二和第三母体,获得5只三发色母体的活性染料。采用UV-vis、FT-IR、1H NMR表征染料的分子结构。研究染料的光谱性能,结果表明,由于第二母体与第三母体吸收谱带相同和相近,5只染料也含有2～3个吸收谱带,各个吸收谱带叠加作用,获得染料的颜色依次为军绿色、黑褐色、黄棕色、酒红色及玫红色。染料在棉织物上的印花性能研究表明,含2,4-二氨基苯磺酸、3,5-二氨基苯甲酸或2个H酸偶氮发色体的染料对碱剂及尿素的依赖性较小,具有较好的提升力性能和印花均匀性,固色率（8.0%,质量分数）明显高于双发色体活性染料,均达到86.0%以上。印花织物的耐摩擦和耐洗色牢度达4级及以上,耐光色牢度低于双发色体活性染料,为3～4级。含2个J酸或J酸和H酸偶氮发色体的染料固色率（8.0%,质量分数）低于74.0%,印花性能低于相对应的双发色体活性染料,印花织物耐摩擦色牢度在3级和4级之间,耐光及耐洗（棉纤维沾色）均为3～4级。染料在棉织物上的染色性能研究表明,三发色体活性染料的固色率高于双发色体活性染料,含2个H酸偶氮发色体的染料具有较好的提升力性能及匀染性,耐摩擦和耐洗色牢度达4级及以上,耐光色牢度为3～4级,含2个J酸或J酸和H酸偶氮发色体的染料染色性能略差,耐摩擦色牢度在3级和4级之间,耐光及耐洗（棉纤维沾色）色牢度为3～4级。与复配染料相比,三发色体活性染料在印花和染色过程中不存在分子间拼色配伍性差的问题。 本文第三部分研究了多母体活性染料分子结构与性能之间的关系。首先研究了第二母体中含有不同数目水溶性基团的间脲基苯胺偶氮发色体的染料结构与其印花性能的关系。研究结果表明,随着磺酸基个数从3个增加到5个,染料对尿素及碱剂的依赖性减小,提升力和固色率增加,印花均匀性提高,印花织物耐湿摩擦、耐洗及耐光

关键词： 合成   光学性质   氧杂蒽环   荧光染料   蛋白标记   凝集素微阵列  

摘要： 蛋白质糖基化是最常见的翻译后修饰（PTM）之一。因为它涉及在蛋白质骨架的特定位点上附着碳水化合物,所以聚糖在涉及健康和疾病的生理事件中起着关键的作用。目前在糖链结构的解析中,荧光标记的凝集素微阵列芯片技术已成为主要的方法。该方法在检测糖链的过程中简单而且灵敏,最主要的是与传统的检测方法相比,它具有高通量,微型化和并行分析等技术优势。在荧光标记的凝集素微阵列芯片技术的应用中,因为菁染料系列能较好的通过共价偶联的方式对纯化的生物大分子进行标记,所以此类染料是目前使用较多的。但这类染料也因结构的差异存在不同的缺点。有些染料斯托克斯位移较小,应用过程中常常导致自猝灭现象的发生,造成荧光检测中的误差;有些染料光学性能虽好,但合成过程复杂价格昂贵,限制或降低了使用范围。因此,迫切需要开发一些光谱性能优秀且价格低廉的新型荧光染料用于标记糖蛋白。通过对经典氧杂蒽结构染料的分析且结构修饰,我们合成了三大类共11种新型荧光染料。而且,对于每一种新染料,我们对其光学性质和在凝集素微阵列中的应用都做了详细和综合的探讨。详细内容有下面两部分:1.通过设计首先引入长链羧基,在此基础上再筛选一些底物合成发光基团,最终以简单且低廉的合成方法设计构建出HX1-3,HQ1-4和HY1-4共11种新型功能染料。用1H NMR、13C NMR、HRMS（ESI）、和IR四种表征手段对11种新化合物的结构进行了表征;并对它们的光谱性质进行了检测,证明了这11种染料都具有较好的耐光性和水溶性;HX、HQ与HY三系列的荧光的发射波长都在600 nm附近,使得它们对生物样品光损伤小,且生物分子的背景荧光干扰小;HX、HQ与HY三系列的斯托克斯位移在70 nm左右,使得它们在荧光检测中可以减少误差;通过酸度实验可知这11种新染料在生物体内有良好的稳定性,说明它们在生物大分子的分析中有一定的应用前景。2.将HQ和HY系列8种新型荧光染料应用于糖蛋白的标记,染料/蛋白质（D/P）标记效率分别在1.5～1.9之间和2.6～5.2之间,表明这些染料能较好的通过共价偶联的方式对纯化的糖蛋白进行标记给予其荧光信号。随后将标记后的糖蛋白应用于凝集素芯片中取得不错的效果,说明HQ和HY系列荧光染料在分析蛋白质上糖链结合位点及糖链类型变化的检测中能够起到一定的辅助作用。

关键词： 三苯胺   D-A-π-A   喹喔啉   光电转化效率  

摘要： 染料敏化太阳能电池由于它的制造成本低并且对环境污染小,因此有很好的应用前景。我们通过引入不同的基团（苯乙烯、喹喔啉单元）来修饰三苯胺结构单元,合成了一系列三苯胺类有机敏化染料,此外我们通过引入喹喔啉单元作为辅助受体,改变供电子体设计合成了另一系列新型的D-A-π-A型有机染料。我们通过核磁、质谱等方法对这六种染料进行表征,并研究了染料的电化学、光物理性质以及基于这几种染料的DSSCs的光伏性能。研究发现,在三苯胺类有机染料中,由于染料FWD9的共轭结构有延展,因此与染料FWD10相比,其吸收光谱发生红移,而染料FHD7的吸收光谱发生蓝移,但其吸收峰处有一个很微弱的肩峰,使染料FHD7的吸收强度在一定程度上出现红移,但其摩尔吸光系数没有得到提升,仍相当于染料FWD10摩尔吸光系数的一半。在喹喔啉类有机染料中,染料FHD4-1、FHD4-2发生明显红移,且这两种染料的吸光光谱范围比染料FHD4-3宽。这表明三苯胺衍生物（2-乙基己氧基取代）和N,N-二烷基苯胺为供电子基更有利于拓宽吸收范围。通过光伏性能的测试,我们发现三苯胺类有机染料中,在不添加CDCA的情况下,基于这三种染料的DSSCs的光电转换效率分别为2.90%、3.52%、3.20%。由于这三种染料的共轭-π桥上连接的烷基链可以阻止电子复合,能抑制染料分子间的聚集,因此在添加CDCA后,由于染料吸附量减少,基于这三种染料的DSSCs的光电转换效率都有所降低,分别2.29%、2.56%、1.83%。在喹喔啉类有机染料中,在不添加CDCA的情况下,基于这三种染料的DSSCs的光电转换效率分别为3.45%、3.59%、3.90%。由于染料FHD4-1、FHD4-2中引入的长烷基链延长了分子间的距离,使其疏松的吸附在TiO2表面上,导致严重的电子复合,因此加入共吸附剂后,共吸附剂能紧密吸附在TiO2表面,使电子的复合速率降低,这两种染料的短路电流密度增加,光电转换效率分别为3.75%、4.39%、3.61%。