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二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子的设计、合成及性能研究的开题报告

一、研究背景和意义

随着人们对光电材料研究的不断深入，设计和合成具有特殊光电性能的分子成为了当前研究的热点之一。其中，二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子因其独特的结构和性质而备受关注。

二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子是由二茂铁和苝二酰亚胺两部分组成的分子，具有良好的光学和电化学性质，被广泛应用于光电材料、传感器、液晶显示和生物医学等领域。比如，基于二茂铁-苝二酰亚胺分子构建的发光材料具有较强的荧光性能和光稳定性；基于该分子构建的传感器可以检测汞、铜等金属离子的存在以及病毒、细胞等微观物体的存在等。

因此，本研究旨在系统研究二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子的设计、合成及性能，并探索其在光电材料领域的应用，为进一步推动光电材料的发展做出贡献。

二、研究内容和目标

本研究将围绕以下几个方面展开：

（1）设计并合成不同的二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子，并对其结构进行表征，通过理论计算等手段探究其电子结构和光学性质的变化规律。

（2）研究二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子在光电材料领域的应用，包括发光材料、传感材料、液晶显示等方向，通过实验验证其应用性能和优劣。

（3）总结二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子的优缺点，探讨其进一步应用的可能性和发展方向。

通过上述研究，本课题旨在实现以下目标：

（1）合成出具有良好光电性能的二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子，为相关领域提供不同的选择和参考。

（2）通过研究其应用性能，探索该分子在光电材料领域的潜在应用。

（3）为进一步推进光电材料的研究和发展提供理论和实验基础。

三、研究方法和技术路线

本研究将采用以下方法和技术路线：

（1）基于二茂铁和苝二酰亚胺两部分设计合成不同的二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子，并通过核磁共振谱、红外光谱、质谱、元素分析等手段对其进行结构表征；

（2）通过密度泛函理论（DFT）、分子动力学模拟（MD）等理论计算方法探究二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子的电子结构、光学性质等基本理论性质；

（3）应用不同的表征手段测试二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子在发光、传感等方面的应用性能，并与其他类似分子进行比较分析；

（4）综合实验数据及其基本理论性质对二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子的结构、性质进行总结分析，探究该分子的潜在应用和发展方向。

四、预期成果与意义

预期成果：

（1）设计合成出不同的二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子，并对其进行充分的表征；

（2）通过实验和理论计算探究该分子的基本理论性质和应用性能；

（3）探讨二茂铁-苝二酰亚胺光功能分子在光电材料领域的潜在应用和发展方向。

意义：

本研究将为二茂铁-苝二酰亚胺分子的设计及其在光电材料领域的应用提供新的思路和方法，促进相关领域的发展；同时，研究成果也将为其他类似分子的设计与应用提供参考和借鉴。