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卟啉铜接枝SiO2有机-无机复合材料及强的非线性折射率

张晓荷 王冬杰 夏海平

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卟啉铜接枝SiO2有机-无机复合材料及强的非线性折射率

张晓荷, 王冬杰, 夏海平

Metalloporphyrin bonded SiO2 organic-inorganic materials and their strong nonlinear refractive index

Zhang Xiao-He, Wang Dong-Jie, Xia Hai-Ping
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  • 通过卟啉配合物Meso-四(4-羧基苯基)卟啉铜(简称Cu(Ⅱ)-TCPP)中的羧基与γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(NH2(CH2)3Si(OC2H5)3,KH550)中的氨基的相互化学作用,成功地把卟啉配合物接枝到KH550中,随着KH550中乙氧基的水解与聚合反应的进行,卟啉铜连接到固体介质中,从而大幅度提高了卟啉在无机固体介质中的掺杂浓度. 将反应产物与γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(CH2CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3,KH560) 相杂化,形成物化性能良好、连接卟啉的有机-无机复合材料. 用红外光谱表征了Cu(Ⅱ)-TCPP与KH550的化学反应产物,用紫外—可见吸收光谱研究Cu(Ⅱ)-TCPP的分子状态. 应用Z扫描技术研究不同Cu(Ⅱ)-TCPP掺杂浓度的复合材料的非线性光学性质,其三介非线性折射率n2达-1.1161×10-16 m2/W.
    Copper metalloporphyrin was bonded to 3-aminopropltriethoxysilane (NH2(CH2)3Si(OC2H5)3, KH550) by the chemical reaction between the carboxyl group of Cu(Ⅱ) meso-Tertra(4-carboxyphenyl)porphine (Cu(Ⅱ)-TCPP) and amino-group of KH550. The copper metalloporphyrin was connected to gel network after the hydrolysis and condensation of the product. The reaction product of different concentrations was hybridized with 3-glycidoxypropltrimethoxysilane (CH2OCHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3, KH560) with sol-gel processing to form sol-gel inorganic material, which has good physical-chemical and optical properties. The cross-linkage of Cu(Ⅱ)-TCPP and KH550 was estimated and confirmed with FT-IR spectroscopy. The state of metalloporphyrin molecules was investiaged by UV/VIS spectra. It was found that the Cu(Ⅱ)-TCPP exists mainly in the state of monomer. Nonlinear optical properties of samples was studied by Z-scan technique using Ti:Sapphire femto-second laser pluses. The nonlinear refractive index n2 reached -1.1161×10-16 m2/W.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60777030,50972061)、浙江省杰出青年科学基金(批准号: R4100364)、宁波市自然科学基金(批准号: 2009A61007,2010A610185)和宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-24
  • 修回日期:  2010-05-04
  • 刊出日期:  2011-01-05

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