光电活性新型钌金属配合物/多金属氧酸盐杂化薄膜材料

By introduction of polymerizable and covalently groups as well as cyclometalate complex-forming bridging moiety, a series of novel Ru(II) complexes are designed,synthesized and characterized. The self-assembled films based on the Ru(II)complexes and polyoxometalates substituted by transition elements with varied composition and structures are fabricated and characterized,and their optical, redox and photoelectric conversion properties are studied by means of optical spectroscopy, cyclic voltammetry, photoelectrochemical measuremnts.The effects of structures of the two classes of film-forming materials on the photoelectric properties are explored. This study would provide fundamental data for making future pratical devices of solar energy conversion and storage.

通过引入可聚合基团、与多金属氧酸盐(POMs)可共价键合基团以及具有形成环金属配合物的桥联基团，设计、合成并表征一系列新型Ru(II)配合物；将其与不同组成和结构的过渡元素取代的POMs通过自组装技术进行组装，获得一系列具有光电活性的Ru(II)配合物/POM杂化薄膜材料；通过光谱技术、循环伏安技术、光电化学测量技术研究薄膜的光学性质、氧化还原性质和光电转换性质，探讨构效关系以及薄膜材料光电性能的影响因素，为进一步研制有应用前景的光电转换和能量存储器件提供基础数据。

本项目设计、合成并表征了一系列具有可聚合基团和桥联基团的新型Ru(II)配合物，应用静电自组装技术将这些Ru(II)配合物与不同结构和组成的多金属氧酸盐进行组装，制备了多个系列多金属氧酸盐/Ru(II)配合物杂化薄膜材料；获得了杂化薄膜的最佳成膜条件，在此条件下组装的薄膜有序、可重复，膜厚可调；系统地研究了杂化薄膜材料的光学性质、电化学性质以及光电转换性质。探讨了Ru(II)配合物中核数、配体结构以及多金属氧酸盐的结构和组成对薄膜的成膜性、表面覆盖率、前线轨道能级、电子转移速率、渗透性以及阻抗性质对薄膜的电催化以及光电转化性能的影响。获得了具有良好电催化和增强光电转换性能的薄膜电极材料。研究结果为进一步研制有应用前景的光电转换和能量存储器件提供重要基础实验数据。