钌络合物合成路线图
染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池因成本低, 近年来, 在学术界和商业界掀起了研究的热潮. 设计合成新型的组成为cis-Ru(L')(H2dcbpy)(NCS)2(H2dcbpy＝4,4'-二羧酸-2,2'-联吡啶, L'为双齿氮杂环配体)的敏化染料, 是提高太阳能光电转化效率的有效途径之一. 这类染料中的羧酸根可起到“嫁接”到半导体表面的作用, 确保电子从染料的激发态轨道有效注入半导体的导带. 而—NCS可起到调节金属的t2g轨道以稳定金属因失去电子而产生的“空穴”. 最近, Rensmo等将具有空穴传输功能的三苯胺衍生物应用于染料敏化太阳能电池, 能有效地提高光电转化效率.
北京师范大学化学学院王科志等人最近将具有空穴传输功能的咔唑基团直接嫁接到苯并咪唑邻菲啰啉基团可明显提高电致发光器件性能, 与具有三苯胺基团的同类化合物具有相近的性能; 含咔唑基团的Ru(II)配合物能明显调制核酸键合性质和pH诱导的光开关性质. 为了延展研究组的“功能集成Ru(II)配合物在染料敏化二氧化钛纳米晶太阳能电池中的应用”的研究课题, 他们又合成了一种含咔唑基团的新颖Ru(II)配合物cis-[Ru(HL)(Hdcbpy)(NCS)2]－•[N(C4H9)4]＋(HL＝2-(9-乙基-9H-3-咔唑基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉, H2dcbpy＝4,4'-二羧酸-2,2'-联吡啶), 是一种在太阳能电池、光导和光反射照相等领域有潜在应用前景的多功能材料.
最近文献还报道, 这类钌配合物还可用作Hg2＋的传感器, 实现对Hg2＋的选择性“肉眼识别”.采用元素分析、核磁共振氢谱、红外光谱、紫外-可见吸收光谱、质谱(MS)对配合物进行了表征. 通过紫外-可见吸收光谱和稳态荧光光谱, 研究了该配合物的基态和激发态酸碱性质. 结果表明该配合物在基态时能发生5步质子化/去质子化反应, 表现出基于光致发光强度和激发态能量转移途径的质子化/去质子化诱导的分子开关性质.