单侧取代基对芘π-π堆积二聚体形成及发光性质的影响
发布时间：2022-01-03 07:48
自1954年F?rster和Kasper在溶液中发现芘激基缔合物以来,有机芳香体系激基缔合物已经成为化学、生物以及材料等多学科领域的研究热点。在溶液中,芘激基缔合物形成主要依赖于分子间扩散碰撞动态过程,解释了芘在浓溶液中分子间碰撞几率增加更容易形成激基缔合物的原因。然而,在固态刚性介质中,关于芘能否有效形成激基缔合物研究非常少。由于固态材料实际应用的广泛性,研究固体中芘激基缔合物的形成具有重要的科学意义和研究价值。此前,我们提出了单取代基取代π平面分子的设计策略,构筑了离散的分子间蒽π-π二聚体堆积固体,并实现了高效率的蒽激基缔合物发光。这里,激基缔合物的形成取决于蒽二聚体两个分子间的π-π堆积方式（如共面重叠、距离等）。与蒽基团不同,芘基团具有更大的二维平面结构,单侧取代基的分子设计策略需要进一步得到验证和优化调节,以便在固体中同样形成离散的芘π-π二聚体堆积,旨在实现高效率的芘激基缔合物发光。因此,系统研究单侧取代基结构因素（如大小、取向等）对离散的芘π-π二聚体堆积构筑、芘激基缔合物形成至关重要,同时也是调节高效率芘激基缔合物发光性质的重要手段。一般来说,在流体介质中激发态几何弛...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）不同浓度的环己烷溶液中芘的发射光谱；（b）二聚体形成的过程示意图
吉林大学硕士学位论文2图1.1（a）不同浓度的环己烷溶液中芘的发射光谱；（b）二聚体形成的过程示意图在1958年，Ferguson在对芘晶体进行研究时发现其光谱并不同于芘的单分子发射光谱。通过对比高浓度环己烷溶液中芘的发射光谱，他提出芘的晶体发射性质更接近于其在高浓度溶液下的发射性质[4]。对芘晶体进行了晶体结构解析（图1.2），他发现芘分子在晶体中以面对面的方式进行排列。结合对芘晶体的吸收和发射光谱的分析，他指出，晶体同样表现出激基缔合物的发射特征[4]。在1993年，Winnik又提出了“静态激基缔合物”的概念表示在基态下便存在相互作用力的二聚体，同时将Briks提出的概念用“动态激基缔合物”来表示[5]。2015年，Kohmoto等人发现很多情况下激基缔合物发光源自于分子在晶体中的堆积方式，仅仅用激基缔合物并不足以进行准确的说明，因而他们提出了“二聚体发光”的概念[6]。在本文中，我们主要围绕芘二聚体发光的性质以及形成进行研究。图1.2芘晶体堆积方式1.2芘二聚体的研究现状1.2.1芘晶体的发光特征芘是被广泛研究的芳香族有机化合物，其单分子吸收与发射均位于近紫外区
电子耦合产生相互作用，释放能量最终形成能量较低的二聚体堆积，持续时间约为900皮秒。但是这一研究仅仅演示了流体中芘二聚体的形成。2018年，RyanD.Pensack等人利用聚合物添加剂制备了芘纳米结晶颗粒的悬浮液，并经过实验证明了纳米粒子中的分子堆积方式与芘晶体中堆积方式相似[14]。经过进一步的研究，他们提出芘晶体中二聚体的形成同样分为两步：首先，芘分子吸收光并被垂直激发到能量较高的激发态；然后，处于激发态的芘分子间会产生相互作用力，从而驱动芘分子沿着坐标轴出现滑移，并释放能量到达稳定的二聚体构型（图1.3）。这些关于芘二聚体动力学过程的研究让我们对芘二聚体的本质有了更深层次的了解。图1.3晶体中芘二聚体形成过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]Progress of pyrene-based organic semiconductor in organic field effect transistors[J]. Yanbin Gong,Xuejun Zhan,Qianqian Li,Zhen Li. Science China（Chemistry）. 2016(12)
[2]不同浸润性冷表面上水滴碰撞结冰的数值模拟[J]. 冷梦尧,常士楠,丁亮. 化工学报. 2016(07)
[3]空调用纳米有机复合相变蓄冷材料制备与热物性[J]. 武卫东,唐恒博,苗朋柯,张华. 化工学报. 2015(03)
博士论文
[1]扭曲结构D-A分子的设计、合成及激发态性质研究[D]. 李维军.吉林大学 2013
本文编号：3565886
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）不同浓度的环己烷溶液中芘的发射光谱；（b）二聚体形成的过程示意图
吉林大学硕士学位论文2图1.1（a）不同浓度的环己烷溶液中芘的发射光谱；（b）二聚体形成的过程示意图在1958年，Ferguson在对芘晶体进行研究时发现其光谱并不同于芘的单分子发射光谱。通过对比高浓度环己烷溶液中芘的发射光谱，他提出芘的晶体发射性质更接近于其在高浓度溶液下的发射性质[4]。对芘晶体进行了晶体结构解析（图1.2），他发现芘分子在晶体中以面对面的方式进行排列。结合对芘晶体的吸收和发射光谱的分析，他指出，晶体同样表现出激基缔合物的发射特征[4]。在1993年，Winnik又提出了“静态激基缔合物”的概念表示在基态下便存在相互作用力的二聚体，同时将Briks提出的概念用“动态激基缔合物”来表示[5]。2015年，Kohmoto等人发现很多情况下激基缔合物发光源自于分子在晶体中的堆积方式，仅仅用激基缔合物并不足以进行准确的说明，因而他们提出了“二聚体发光”的概念[6]。在本文中，我们主要围绕芘二聚体发光的性质以及形成进行研究。图1.2芘晶体堆积方式1.2芘二聚体的研究现状1.2.1芘晶体的发光特征芘是被广泛研究的芳香族有机化合物，其单分子吸收与发射均位于近紫外区
电子耦合产生相互作用，释放能量最终形成能量较低的二聚体堆积，持续时间约为900皮秒。但是这一研究仅仅演示了流体中芘二聚体的形成。2018年，RyanD.Pensack等人利用聚合物添加剂制备了芘纳米结晶颗粒的悬浮液，并经过实验证明了纳米粒子中的分子堆积方式与芘晶体中堆积方式相似[14]。经过进一步的研究，他们提出芘晶体中二聚体的形成同样分为两步：首先，芘分子吸收光并被垂直激发到能量较高的激发态；然后，处于激发态的芘分子间会产生相互作用力，从而驱动芘分子沿着坐标轴出现滑移，并释放能量到达稳定的二聚体构型（图1.3）。这些关于芘二聚体动力学过程的研究让我们对芘二聚体的本质有了更深层次的了解。图1.3晶体中芘二聚体形成过程
【参考文献】：
期刊论文
[1]Progress of pyrene-based organic semiconductor in organic field effect transistors[J]. Yanbin Gong,Xuejun Zhan,Qianqian Li,Zhen Li. Science China（Chemistry）. 2016(12)
[2]不同浸润性冷表面上水滴碰撞结冰的数值模拟[J]. 冷梦尧,常士楠,丁亮. 化工学报. 2016(07)
[3]空调用纳米有机复合相变蓄冷材料制备与热物性[J]. 武卫东,唐恒博,苗朋柯,张华. 化工学报. 2015(03)
博士论文
[1]扭曲结构D-A分子的设计、合成及激发态性质研究[D]. 李维军.吉林大学 2013
本文编号：3565886
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3565886.html
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