溶液自組裝法制備卟啉納米材料研究進展

王 麗，李 巍，劉東志，王麗昌，2，周雪琴

（1天津大學化工學院，天津 300072；2美國南伊利諾伊州大學卡本代爾分校化學與生物化學系，IL 62901）

光合作用是自然界太陽能利用效率最高的過程，而光合反應中心一直是人工模擬光合作用研究的重點。光合反應中心是由多個具有18個π電子共軛大環結構的卟啉化合物通過自組裝形成的聚集體，因此，卟啉化合物的自組裝研究一直是一個前沿熱點。

自組裝方法利用分子間較弱的相互作用力，如疏水作用、氫鍵作用、堆積效應、靜電作用、配位作用等[1-4]，使得小的結構單元自發聚集成較大的組裝體。卟啉的β位和meso位能夠被多種官能團取代，同時大環內部兩個—NH上的H原子又可被某些金屬元素取代，形成金屬卟啉，如鋅卟啉、鐵卟啉等。這樣的結構使得卟啉分子之間容易產生較弱的相互作用。

令人驚喜的是，自組裝方法得到的卟啉化合物很多能夠達到納米尺寸。雖然目前關于卟啉自組裝納米材料的性能研究較少，但是納米材料所具有的特殊表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應[5-9]以及卟啉化合物本身優良的光物理和光化學性質，可以預期卟啉化合物納米材料在光電、能源、生物傳感器、分子開關、分子存儲器件等領域具有巨大的應用前景[10-13]。

1 單卟啉組裝

1.1 雙溶劑法

雙溶劑法（mixing solvent techniques）是指將卟啉化合物溶解在兩種不同極性的溶劑中，依靠弱的分子間相互作用自發形成納米結構。不同極性溶劑的搭配組合會影響分子間作用力的大小，產生不同的納米形態[14]。……