电致磷光变色材料的设计、合成及应用研究

发布时间：2018-11-23 12:54

【摘要】：离子型铱配合物不仅具有高的发光量子效率、良好的光学稳定性、长的发射寿命、大的斯托克斯位移等过渡金属配合物独有的性质,而且还具有丰富的激发态、离子性以及在极性溶剂甚至水溶液中较好的溶解性,这些独特的性质使其在发光电化学池、化学传感和生物探针等领域具有潜在的应用前景。离子型铱配合物的激发态性质,不仅依赖于金属中心、配体结构和抗衡离子,而且对外界环境非常敏感,这就使得离子型铱配合物可以用于构筑优异的刺激响应型材料。在本论文中,我们旨在发展具有优异电刺激响应性的离子型磷光铱配合物材料,并研究其在信息记录和存储、信息安全中的潜在应用。具体如下:1.基于离子型铱配合物的配体调控电致磷光变色及其应用研究设计合成了一系列含有不同环金属配体、N^N配体为2-吡啶基-苯并咪唑(Pbim H)的离子型铱配合物dFpypyIr NH、dFppyIrNH、mppyIrNH、pqIrNH、tpqIr NH、CzpyIrNH。PbimH中的N-H基团不仅对氟离子有响应,而且对电刺激具有响应,表现出电致磷光变色。通过核磁共振氢谱和质谱对配合物的结构进行了表征,并研究了其光物理性质。如发射光谱对氟离子的响应性以及电刺激响应性。这一系列配合物表现出配体依赖的氟离子响应性和电刺激响应性,包括发光猝灭、发光蓝移和发光红移,并且这些材料在阴极附近的电致磷光变色性质与对氟离子的响应性保持一致。进一步,我们利用电刺激下dFpypyIr NH阴极猝灭发光的特征,通过简单地改变两种材料的摩尔比或者改变不同的背景发光材料,实现了多彩的电致发光变色现象。利用寿命成像技术实现配合物tpqIrNH的自加密和解密。此外,基于多模式电致发光变色,利用电刺激后的发光和寿命的变化探究了这些材料在多重信息防伪新技术中的潜在应用。2.含多离子铱配合物的制备及其电致磷光性质的研究在CzpyIrNH的基础上,通过其烷基链末端进一步引入咪唑盐,合成了含有多个阴离子的铱配合物im-CzpyIr NH。配合物im-CzpyIrNH中多离子能够增强对配合物的N-H的诱导作用,使配合物表现出对外界刺激更加灵敏,不仅可以降低电致发光变色的驱动电压,而且可以提高电致发光变色的对比度。在应用方面,基于im-CzpyIrNH优异的电致磷光变色性质,构建了柔性的薄膜信息记录和存储器件。3.含双羟基的离子型铱配合物的制备及其电致磷光变色性质我们将4,4'-二羟基-2,2'-联吡啶作为N^N配体,设计合成了三种含双羟基功能团(-OH)的铱配合物dFppyIr OH、ppyIr OH和mppyIrOH,进一步研究这一类配合物对酸碱和电刺激的响应性。由于酚羟基中活泼氢的存在,配合物对外界环境非常敏感,这三种配合物都表现出明显的酸碱响应性,此外配合物mppyIrOH和ppyIrOH还表现出了明显的电刺激响应性。当对其溶液施加电压后,其阳极附近溶液的发射光谱发生红移,并呈现为橙光发射,而阴极附近溶液的发射光谱发生蓝移,并呈现为绿光发射。这一现象与它们分别加入酸碱的结果相一致,表明在阳极附近和加入酸一样,能够稳定配合物的质子化形式,而在阴极附近和加入碱一样,促进配合物的去质子化。
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【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB34

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