多核芳烃共轭骨架结构的调控与光电转化效应

针对重质油能源利用产生的巨量渣油累积与严重环境问题，创建可持续的应用方式不仅十分迫切，也具有重大科技创新意义。利用重质油多核芳烃共轭结构的电子与天然光敏特性，通过改质、富集与梯级分离工艺，首先按极性或芳环数目分离多核芳烃共轭骨架分子，再经基团亲电取代反应，原位形成强光敏性馏分。研究多核芳烃Sp2平面扭转、热催化反应与成核性，经基团调控共轭骨架结构的电子离域与光敏活性；研究多核芳烃-纳米晶电极的前线轨道能级匹配与共敏化特性，形成高效吸收可见光和近红外光的光敏材料；研究多核芳烃的低温液相缩聚反应与芳核高温聚并特性，探索染料敏化剂-电极原位集成全固态电池的方法。.从重质油创制具有光电效应的共轭骨架多核芳烃，构建有重大物质基础的光敏材料科学理论方法，开创高效敏化太阳能电池与电极的关键技术基础，具有耐高温、耐环境和化学稳定性及原料来源极为丰富的创造性特色，其原始创新意义十分显著。

针对重质油能源利用产生的巨量渣油累积与严重环境问题，创建可持续的应用方式不仅十分迫切，也具有重大科技创新意义。重质油中多核芳烃具有典型的共轭结构及天然光敏特性，本项目通过富集、梯级分离工艺与改质反应，得到光敏性与电子传输性高的多核芳烃改性化合物，以该产物为光敏剂，组装染料敏化太阳能电池。具体过程是，从催化裂化油浆（FFC）中分离出具有芳核骨架共轭结构的多核芳烃，用于敏化TiO2纳米晶太阳能电池；对该多核芳烃进行有机化改性，在其分子结构上引入羧酸基团得到多核芳香羧酸，用于更高效敏化TiO2纳米晶太阳能电池，其光电转换效率与未改性多环芳烃染料相比显著提高；基于蒽模型化合物羧基化反应、色-质联用与紫外光谱技术，研究多核芳烃馏分改性反应机理，进一步提高DSSC电池敏化效应。. 本项目探索构建有重大物质基础的光敏材料科学理论与方法，以极丰富的重质油多核芳烃为原料，成功制备高效染料敏化太阳能电池，其原始创新意义十分显著。. 本项目发表期刊论文7篇，授权发明专利4项，申请发明专利8项，主办国际会议及国内会议各1次；在参加3次国际会议与1次国内会议中，作keynote报告2次，发表会议论文7篇。