论文总字数：15235字

摘 要

技术的进步离不开相关成像技术的发展，非线性光学是新兴的自由光子的基石，利用光子替代电子用于信号传输和处理。对比于有机、无机非线性光学材料，金属有机框架材料补足了两者的不足之处，因此成为非线性光学新一轮的研究热点。配体作为MOFs材料的组成单元之一，在框架结构中连接金属节点形成良好的刚性构型和有序的空间排列，从而使MOFs材料在非线性光学方面表现出优异的双光子吸收性能。

吡咯并[3,2-b]吡咯具有富电子的吡咯核。我们用这种基团来构建甚至是更强的四极矩受体-供体-受体发色团，并且研究它们的2PA特性。通过对配体吡咯并[3,2-b]吡咯羧基衍生物的合成与表征，发现在激发波长为740nm的条件下，所合成的配体粉末在波长为534nm处有很强的双光子吸收，可作为构筑配体合成具有非线性光学性能的MOFs材料的前驱体。

关键词：非线性光学 双光子吸收 吡咯并[3,2-b]吡咯 金属有机框架材料

Study on synthesis and properties of carboxyl derivatives based on pyrrole [3,2-b] pyrrole

Abstract

The progress of technology can not be separated from the development of related imaging technology, nonlinear optics is the cornerstone of the emerging free photons, using photons instead of electrons for signal transmission and processing. Compared with organic and inorganic nonlinear optical materials, metal organic frame materials complement the shortcomings of the two, so they become a new round of research hotspot of nonlinear optics. As one of the constituent units of the MOFs material, the ligand connects the metal joints in the frame structure to form a good rigid configuration and an ordered spatial arrangement, so that the MOFs material shows excellent two-photon absorption performance in nonlinear optics.

Pyrrole [3,2-b] pyrrole has an electrically rich pyrrole nucleus. We use this group to build even stronger quadrupole moment receptors-donor-receptor hair coloring groups, and to study their 2PA properties. Through the synthesis and characterization of the ligand pyrrole [3,2-b] pyrrole carboxyl derivatives, it is found that under the condition that the excitation wavelength is 740nm, the two-photon strength of the synthesized ligand powder at the wavelength of 534nm has a strong two-photon absorption, which can be used as a precursor to construct the ligand to synthesize the MOFs material with nonlinear optical properties.

Key Words: Nonlinear optical; Two-photon absorption; Pyrrole [3,2-b] pyrrole; Metal organic frame material

目 录

摘 要 I

ABstract II

第一章 文献综述 1

1.1 引言 1

1.2 金属有机框架材料 1

1.2.1 金属有机框架材料的研究进展 1

1.2.3 金属有机框架材料的合成方法 2

1.2.4 金属有机框架材料的应用 3

1.3 非线性光学 4

1.3.1 非线性光学 4

1.3.2 非线性光学的意义 4

1.4非线性光学材料 4

1.4.1 二阶非线性光学材料 4

1.4.2 多光子吸收材料 5

1.4.3金属有机框架非线性光学材料 5

1.5 课题研究意义与内容 6

第二章 吡咯并[3,2-b]吡咯羧酸衍生物的合成与表征 7

2.1 配体的设计 7

2.2 实验试剂和仪器 7

2.2.1实验试剂 7

2.2.2实验设备与仪器 7

2.3化合物的合成 8

2.3.1化合物1的合成 8

2.3.2 化合物2的合成 9

2.4结果与讨论 9

2.4.1 配体合成 9

2.4.2 核磁共振氢谱/碳谱分析 9

2.4.3 荧光谱图分析 11

2.4.4 双光子吸收 11

第三章 结果与展望 13

参考文献 14

致谢 16

附录 17

第一章 文献综述

引言

随着对信息技术的要求越来越高，光电子产业的更新换代越来越快，对具有特定功能的光电材料的需求也在不断增加。非线性光学（Nonlinear optical，NLO）材料是一类由于受到外界的光场等作用而导致光吸收、光散射发生变化的材料。非线性光学材料在信号传输、处理和存储等方面有很大的应用。自20世纪60年代非线性光学诞生起，非线性光学材料引起了人们的广泛关注，并在探究中取得了很大的进展，有很多也成功的实现了应用。

进入新世纪以来，有机、无机和有机无机杂化材料成为了NLO材料研究的重点。后者具有前两种的优点，因此成为研究的新方向。随着对NLO材料发展应用研究的不断加深，发现金属有机框架材料具有丰富的可修饰的位点，通过对其骨架结构进行修饰优化，可以合成我们所需要的MOFs材料。自探索以来，诸多MOFs材料的潜能已被一一挖掘出来，如作为气体吸附分离、传感器、催化、磁性材料以及光学材料的使用。非中心对称的MOFs材料近年来也作为非线性光学材料受到科研工作者的广泛关注。被研究最普遍的是二阶非线性性质，即二次谐波（second harmonic generation，SHG）。继二阶非线性光学性质的研究之后，双光子吸收(Two-photon absorption, 2PA)具有很高的选择性和强穿透样品的性能，成为光电材料新的研究方向。

金属有机框架材料

1.2.1 金属有机框架材料的研究进展

1995年Yaghi等^[1]在自然科学杂志上合成了具有二维结构的新型材料，并提出了MOFs这一概念，此后人们对金属有机框架材料的研究不断深入，对与MOFs材料的了解又多了几分。

请支付后下载全文，论文总字数：15235字