二茂铁的三元及多元体系的研究

为了开发清洁和可持续发展能源，太阳能的有效利用一直是科学家们关注的热点。光合作用是自然界中将太阳能转换为化学能的过程，而光诱导电子转移是光合反应中心的重要步骤。因此，光合作用的人工模拟近年来备受关注，目前主要策略是通过构建多元体系以产生多步光诱导电子转移。其中，以卟啉和富勒烯为给受体的体系得到了广泛的研究，并已初步应用于太阳能电池及其它光电转换器件中，二茂铁(Fc)作为次级电子给体有助于体系形成稳定、长寿命的电荷分离态。作为卟啉的类似物，酞菁(Pc)的吸光范围比卟啉更宽，其在太阳光的紫外/蓝区(Soret带，350nm),尤其是近红外/红区(Q带，max700nm)具有较高的摩尔吸光系数，同时具有较强的电化学和光化学稳定性。因此通常在给受体体系中被作为优良的光吸收天线。有关酞菁-富勒烯的共价和超分子体系的光诱导电子转移已有较多文献报道，但是包含其它发色团或次级电子给体如二茂铁的三元及多元体系的研究至今还很少。通过富勒烯衍生物中的吡啶或咪唑基与二茂铁修饰的金属酞菁轴向配位构筑了二茂铁-酞菁-富勒烯超分子三元体系，并研究了其配位稳定性及光物理和电化学性质。