基于卟啉扩展共轭结构的三明治型卟啉酞菁铕配合物的自组装薄膜的氨气传感性质研究

作者：王鸿远; 魏闯宇; 高鑫宇; 于金石; 陈艳丽; 姜建壮

来源：中国稀土学报, 2022, 1-11.

• 三明治型稀土卟啉酞菁铕配合物
• 氨气
• 气体传感

有机半导体材料在气体传感领域具有广泛应用。本文通过扩展三明治型卟啉酞菁配合物中卟啉环的共轭结构， 设计并合成了具有半导体性质的三明治型卟啉酞菁铕配合物， 分别为[Pc(SC2H5)8]2Eu[Por-phenyl] （1）， [Pc(SC2H5)8]2Eu[Por-biphenyl] （2） 和[Pc(SC2H5)8]2Eu[Por-pyrenephenyl] （3）。并使用操作简单， 成本较低的QLS方法将配合物薄膜修饰在ITO电极表面， 随着共轭结构从配合物从1、2到3依次增大， 其聚集体形貌颗粒尺寸减小， 活性位点暴漏的越多， 增大了与气体的相互作用。利用XRD和UV-vis和Polarized UV-vis等多种表征手段对配合物分子在薄膜内的排列方式进行表征， 揭示配合物分子在ITO电极表面的聚集模式为H聚集。对三种配合物进行I-V测试， 导电性依次为: 3＞2＞1。将配合物薄膜修饰的ITO电极在室温下暴露于0.5 - 2.5 ppm NH3气体浓度下进行测试， 发现三种配合物对0.5 - 2.5 ppm NH3都具有响应， 灵敏度依次为: 0.8% ppm-1， 1.0% ppm-1和2.0% ppm-1。结果表明材料共轭结构大， 电导率高的 [Pc(SC2H5)8]2Eu[Por-pyrenephenyl] （3） 对NH3具有最高的灵敏度， 最低检测限为0.12 ppm。本研究结果为分子设计并结合一种低成本的方法获得高性能的室温气体传感器提供了一种新的策略。

• 单位
  化学化工学院; 材料科学与工程学院; 中国石油大学（华东）; 北京科技大学