两新性苝酰亚胺(PDI)模板分子的设计合成及其有机无机自组装体系的性质研究的任务书.docx

两新性苝酰亚胺(PDI)模板分子的设计合成及其有机无机自组装体系的性质研究的任务书
一、研究背景和意义
有机无机杂化材料中的性质组合了有机和无机材料的特性，同时结合了它们之间的优点，具有较广泛的应用前景。其中，自组装体系的研究是有机无机杂化材料领域的热点之一。有机分子可以通过自组装形成二维或三维纳米结构，这些结构在制备高性能材料中具有重要的作用。而设计合成具有特殊性质的有机分子是实现自组装体系研究的前提。
近年来，苝酰亚胺(PDI)作为一种结构刚性、吸收和发射光谱范围广、易官能化等优良特性的分子，被广泛应用于有机电子学、光电化学、荧光探针等领域。同时，在自组装中的优异表现也得到了广泛关注。因此，设计合成具有特殊性质的PDI模板分子，探索其在有机无机自组装体系中的性质和功能，具有重要的学术和应用价值。
二、研究内容和主要任务
1.设计合成两新性PDI模板分子
根据文献报道和先前研究，结合荧光探针的特点和要求，设计合成两个新型的PDI模板分子，保证它们的刚性、稳定性、水溶性和官能化。合成中需仔细考虑合成路线和反应条件，采用合适的分离和纯化方法确保化合物的纯度，同时对产物进行表征和鉴定。
2.研究两新性PDI模板分子的自组装性质
采用相应的有机分子或无机离子，调控两新型PDI模板分子的自组装行为和自组装结构，观察自组装体系的荧光性质和形貌。通过静态和动态荧光光谱、X射线粉末衍射和透射电子显微镜等多种方法对自组装体系进行表征。
3.探究两新性PDI模板分子自组装体系的应用性能
通过研究两新性PDI模板分子的自组装体系，探究其在光电领域、生物医学领域、材料科学领域中的应用性能，如荧光传感器、分子催化剂、电化学/光催化剂、光电存储器和智能响应材料等。
三、预期研究结果
1.成功合成两新性PDI模板分子，并通过NMR、MS、IR等多种方法进行表征。
2.确立两新性PDI模板分子的自组装体系，探究其形貌和荧光性质等信息。
3.基于两新性PDI模板分子自组装体系，获得在光电、生物医学和材料科学中的应用性能，并对其应用前景进行展望。
四、研究计划和时间表
本研究计划为期2年，计划在第一年完成两新性PDI模板分子的设计合成和自组装性质研究，第二年完成应用性能研究。
具体时间安排如下：
第1-3个月：文献调研、实验设计、前期试验
第4-12个月：合成两新性PDI模板分子、结构表征和自组装性质研究
第13-20个月：应用性能研究、结果分析和文章写作
第21-24个月：论文修改和投稿
五、参考文献
1.TalapinD.V.,LeeJ.S.,KovalenkoM.V.etal.ProspectsofColloidalNanocrystalsforElectronicandOptoelectronicApplications.ChemicalReviews,2010,110:389-458.
2.JiangY.,QinW.,LiaoL.etal.Phthalimide-basedsupramolecularamphiphilesforversatileself-assembliesandfunctionalmaterials.JournalofMaterialsChemistryC,2017,5:1521-1541.
3.LiuY.,WangJ.,ZhanX.etal.Two-DimensionalCovalentOrganicFrameworkThinFilmforSensitiveandEfficientPhotocatalysis.JournaloftheAmericanChemicalSociety,2018,140:10746-10749.
4.JiangY.,WangS.,YuT.etal.DynamicSupramolecularPolymersBasedonCharge-transferInteractions.ChemicalCommunications,2015,51:7488-7502.