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有机小分子种类多、易修饰,且分子间弱的相互作用力使有机纳米材料具有独特的光电性质,因此,近年来对有机纳米材料的研究日益增长。目前的研究热点主要集中在超薄二维(2D)、超细一维(1D)、超微零维(0D)以及多元复合纳米材料的制备及应用。在众多的有机小分子中,卟啉类分子因其具有高度共轭的平面结构,以及在整个分子骨架内离域分布的π电子,而表现出独特的光谱学、电化学以及光化学性质。在本论文中,基于液相化学反应法,以间-四苯基卟吩-μ-氧化铁(Ⅲ)二聚体((FeTPP)2O)为研究对象(以下简称铁卟啉),通过改变各种实验条件,实现了其前沿单组份与复合纳米材料的制备,并研究了它们的光学性质与催化性能。具体工作分为以下三个部分: 1、铁卟啉前沿纳米材料的制备及光学性质研究。通过调控反应陈化时间、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)浓度以及还原剂浓度,探索了铁卟啉纳米材料的制备条件,获得了一系列长径比可控的一维铁卟啉纳米材料以及二维纳米材料,不但成功制备出迄今为止最细的(直径仅为28nm)、高结晶度、高长径比的的有机小分子一维纳米材料,而且实现了厚度~10nm铁卟啉二维超薄纳米晶体的制备;在此基础上,结合理论与实验,进一步提出了在CTAB辅助下的液相化学反应中一维、二维铁卟啉纳米材料的形核、生长及自组装机理;对获得的长径比可控的1D纳米材料进行的光谱学研究,首次发现:在超细1D有机纳米晶体中,随着直径的减小,长径比的增加,分子间电荷转移(CT)态增强,表明一维有机小分子纳米材料中存在着CT态的量子限域效应。该工作为提供了研究分子间CT态的机会,有望于被应用在高活性有机纳米光电器件的开发中。 2、石墨烯/铁卟啉复合纳米材料制备。通过控制氧化石墨烯(GO)水分散液的浓度,首次成功合成了类超晶格的层状结构((FeTPP)2O/GO)以及GO包覆的小颗粒结构((FeTPP)2O/0.05GO)。在此基础上,采取肼还原的方法对上述两种特殊结构中的GO进行化学还原,并将其应用于染料的可见光催化降解中,取得了较好的催化结果:在对罗丹明B(RhB)催化降解中,(FeTPP)2O/0.05GO效果最佳;使用1.0mg催化剂时,催化活性最好;在罗丹明B(RhB),亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)三种染料中,石墨烯基铁卟啉复合纳米材料对MB的降解效果最好。 3、石墨相氮化碳/铁卟啉复合纳米材料制备。通过改变铁卟啉与石墨相氮化碳(g-C3N4)的质量比,得到不同组分的[FeTPP]2O/g-C3N4复合物。通过UV-Vis,PL,XPS等多种测试表明两者之间通过π-π作用和Fe-N键连,形成了稳定的异质结结构,促进了光生电子与空穴的传输与分离。在环己烷的催化氧化中,相对于单组份的[FeTPP]2O和g-C3N4,该复合物的催化活性有了大幅度的提升。