卟啉和氧化石墨烯之间相互作用的研究(3)
1.1.2 卟啉的介绍
卟啉是一类由四个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥（=CH-）互联而形成的大分子杂环化合物。卟啉环有26个π电子，是一个高度共轭的体系，并因此显深色。β位和meso位的氢原子可以使用各种不同的基团取代，制备结构不同且性能各异的卟啉。许多卟啉以与金属离子配合的形式存在于自然界中，如含有二氢卟吩与镁配位结构的叶绿素以及与铁配位的血红素。近似于二文结构的卟吩环往往由于不同位置和不同种类的取代基而发生扭曲等。如四苯基卟啉(简称TPP)中卟吩环平面和取代基具有一定的角度[15]。因此在合成金属卟啉的情况下，有些金属离子如铜和钯等，可以完全进入分子内，形成对应的金属卟啉，而有的金属离子则不能进入卟啉分子中。质子化往往也会使卟啉的平面结构发生改变，如质子化的四苯基卟啉(H4TPP2+)在酸性条件下取代基团发生扭曲[16]。
金属卟啉内部络合金属的种类往往会影响卟啉的稳定性。光的照射可以激发卟啉分子，由此可以推出在光的照射下，像卟啉这样的大环化合物也会产生分解，特别是当体系中存在氧气或其它氧化性较强的氧化剂。卟啉作为染料分子，具有较高的吸光系数。卟啉的光稳定性往往和卟啉的相关应用息息相关[17]。
卟啉的光反应在反应中反应激发态被认为是在卟啉配位体，而不是在被本地化的金属离子上被激发。敏感的大环化合物可能因此被暴露在对其具有破坏的化学腐蚀下。由于对中央金属的依赖，造成了卟啉的光化裂解的量子产率[18]。然而，更加复杂的分子结构以及金属-配体键合的存在应该会影响到这些化合物的耐光性。如果是这样，不同金属相关的结构修改卟啉光解动力学成为一个确切的因素。因此，研究光化学过程的动力学可以先研究卟啉的复合结构和介质条件[17]。光稳定性的增强可以大大的延长卟啉等大环化合物的寿命，有利于这些物质的应用。
1.1.3 石墨烯复合材料
将不同性能的物质如金属、半导体等材料和石墨烯结合可以制备相应的复合材料。通过这种复合组装改变原材料的性质，使组装后的复合材料拥有更优异的性能，以便于石墨烯更好的应用。石墨烯作为大平面分子，可以用于负载金属纳米粒子、聚合物和半导体纳米粒子等。负载金属纳米粒子的体系中，可以再石墨烯表面直接组装或者在氧化石墨的表面进行组装同时还原，或者在组装之后进行还原。