具有AIE特性的四取代乙烯类荧光材料的合成及性质研究

发布时间：2020-08-08 02:35

【摘要】：2001年,唐本忠课题组发现化合物HPS在四氢呋喃稀溶液中并不发光,但在高粘度或者低温溶剂中形成纳米聚集体后发光强度会显著增强,他们将此种不同寻常的现象称为聚集诱导发光(Aggregation Induced Emission,AIE)。聚集诱导发光效应的提出,彻底颠覆了科研工作者对聚集诱导发光猝灭(Aggregation-Caused Quenching,ACQ)的传统认知。具有AIE效应的材料能克服由于ACQ效应带来的荧光猝灭问题,在光电器件和传感器等领域具有广泛的应用。本论文合成了一种以乙烯为核心,以咔唑、嘧啶和三氟甲基为构筑单元的四取代乙烯类衍生物DCBPm分子。其结构通过~1H-NMR,~(13)C-NMR,X-ray单晶衍射表征确定。该化合物由于高度扭曲的构象而表现出聚集诱导发光性质,并且具有两种晶相,分别呈现绿色(g-crystal)和蓝色(b-crystal)荧光,由单晶结构分析不同发射主要取决于它们分子间弱相互作用。它的分解温度(T_d)为419℃,玻璃化温度(T_g)为123℃,熔点(T_m)为248℃,优良的热稳定性可以保障其在光电器件等领域中的应用。最后,我们利用DCBPm分子作为发光层制备了有机发光二极管掺杂器件,器件结构为:ITO/PEDOT:PSS(30nm)/PVK(10nm)/CBP:DCBPm(30nm)/TmPyPB(65nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),开启电压为4.2 V,亮度(L_(max))、电流效率(CE _(max))和功率效率(PE_(max))最大分别为3515 cd m~(-2),5.4 cd A~(-1)和3.3 lm W~(-1)。
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ422
【图文】：

分子,荧光素,水含量,光致发光

图表目录图目录图1-1 荧光素分子和HPS分子在不同水含量的混合液中的光致发光照…… 1图1-2 silole 类衍生物结构式黏度和温度对化合物2荧光强度的影响……..2图 1-3 RIM 发光机制示意图…………………………………………..………4图 1-4 化合物 3 的结构式……………………………………………………… 5图 1-5 化合物 4 分子结构式及荧光增强机理示意图………………………….5图1-6 化合物5-8分子结构式………………………………………………….. 6图 1-7 化合物 9 紫外可见吸收光谱及荧光光谱………………………………

荧光强度,化合物,黏度,结构式

生物结构式；（A）黏度对化合物 2 荧光强度的影响；（B）温度对化合物 2 荧光强度的影响察了温度的影响，如图 1-2（B）所示，选择了在低温下具有良好溶点（-108℃）的 THF 作为溶剂。由于 THF 的溶解能力较强，室温下F 溶液的 PL 光谱的峰强度弱于其二VA烷溶液对应的峰强度。随着温-80℃分子 2 在两种溶剂中的 PL 强度都急剧增强。THF 具有低粘度 0.456 cp），低温系数（约为 0.008 cp / K），因此，PL 强度的增强不效应，主要是由温度效应引起的：冷却限制了分子内旋转。将 TH96℃使强度达到与二VA烷溶液相当的水平，在-196℃的 PL 强度比在60 倍。可能是因为温度己经降到了玻璃化温度以下，在固态基质中和分子内或分子间的弱相互作用导致分子内的振动和转动受到抑制强度明显增强。基于以上两种方法会使分子 2 发光强度增强，研究类分子具有 AIE 效应的机理是分子内旋转受限（Restriction or Rotation, RIR）[8-10]。

示意图,发光机制,示意图,机理

图 1-3 RIM 发光机制示意图[2]特殊的 AIE 体系（如图 1-3）不能用 RIR 机理合理的]分子不带任何旋转单元，THBA 分子和 TPE 分子一样元通过可以自由旋转的碳碳单键与乙烯连接，但是位个乙基链链接使四个苯环就不能自由的旋转。这种拥的苯环在稀溶液状态下会发生弯曲或振动导致激发态所示，THBA 的扭曲和振动就像贝类动物的呼吸一样弯曲或振动被束缚，由于分子内振动受限导致内转换以上研究，研究者将此类化合物形成聚集态荧光增强限（Restriction of Intramolecular Vibration, RIV）机理RIR机理和RIV机理是解释AIE现象具有普适性的两 RIV 相结合就得到了能应用于很多体系的分子内运动 AIE 机理中最有说服力、试用范围最广的一个。制实现高效发光的有：唐本忠课题组[13]设计合成的

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