具有力致发光和光致荧光增强的新型聚集诱导发光材料的合成和应用

发布时间：2021-01-09 00:12

　　有机发光材料与无机发光材料相比,因具有光色可调节、原料价格低廉、结构多样化等优点而受到人们的关注。然而传统有机发光材料在固态下常常发生π-π堆积作用,导致荧光猝灭,大大限制了其实际应用。与此相反,聚集诱导发光（AIE）化合物在溶液状态下不发光或者发光很弱,而在聚集态下荧光大大增强。力致发光化合物通常需要在固态或者聚集态下施加机械力,因此材料需要具有高的聚集态发光效率。基于此,本论文重点研究了两类新型AIE化合物:力致发光的吲哚类衍生物以及光致荧光增强的四苯基乙烯类衍生物。首先,我们根据AIE发光机理,设计合成了十个吲哚类衍生物,以氧化吲哚作为发光基元,在母核上引入两个可自由旋转的苯环。由于苯环的自由旋转在溶液中耗散掉激发态能量,而在聚集态下分子内运动受限发光增强,从而使这一系列化合物具有AIE性质。通过在分子的不同苯环上引入具有不同电子效应的取代基,可实现对其发光颜色的调节。通过对吲哚类衍生物单晶结构的分析,我们发现其中大多数化合物都是通过分子间双重氢键相互作用,在晶体中形成二聚体或三聚体。另外,有两个非中心对称的晶体,通过分子间头对尾的氢键相互作用形成了两种具有相反螺旋性的螺旋链结构... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

苝（左边）和六苯基噻咯（右边）在THF/H2O的不同体积比下的荧光照片

分子 3 在常见有机溶剂如丙酮、氯仿、THF、乙腈等溶剂中能够很好的溶解，而不溶于水。当分子 3 溶于丙酮时，分子发光很弱，而当分子 3 在丙酮/水的溶液中，水含量达到90%时，在相同的测试条件下，荧光强度是丙酮溶液中的200倍（见图1-3A）。作者测试了分子3在丙酮和水中的粒径，发现在水含量小于60%时，检测不到纳米颗粒；当水含量为 70%时，发现纳米颗粒的粒径分布在 30~72 nm 之间；当水含量为 90%时，粒径在 46~112 nm 之间。这说明了分子在水含量低于 60%时，处于分散状态，而大于60%时，开始出现聚集的纳米颗粒，并且纳米颗粒随着水含量的增加而增大。从图 1-3 B中可以看到当水含量低于 60%时，荧光量子效率很低，只有当水含量大于 60%时

烯类化合物具有合成简单、固态荧光量子效率高等优点，被广泛加以研究分子内振动受限 AIE 研究的深入，新型的 AIE 分子 13，14（见图 1-5）[8,9]，用 RIR 机理光机理。从其结构我们发现这些分子并没有可以自由旋转的基团，它们在 中不发光，但是在聚集态能发射强荧光，这一现象是典型的聚集诱导发光1-6 A 和 1-6 B）。我们知道苯环的旋转可以耗散能量，而振动也属于非辐射运动形式，同样也可以耗散能量。图 1-5 具有 AIE 性质的化合物 13，14。


本文编号：2965584