一种可旋涂的磷光铱(Ⅲ)配合物的合成及其在OLED器件中的性能

以1-(6-(9-咔唑基)己基)-2-苯基咪唑(Czhpi)为主配体,2-(5-(4-氟苯基)-1,3,4-三唑)吡啶(fpptz)为辅助配体,合成了一种溶解性好的可用于湿法旋涂制备有机电致发光器件的磷光铱(Ⅲ)配合物(Czhpi)2Ir(fpptz)。通过紫外-可见吸收光谱、发射光谱、低温磷光光谱及热重分析对其光物理性质和热稳定性进行了研究。将配合物(Czhpi)2Ir(fpptz)掺杂在1,3-二唑-9-基苯(mCP)中,作为发光层,经湿法旋涂制备了有机发光二极管器件。结果显示,该器件的最大电致发光谱峰位于523nm,最大电流效率约5.74cd·A-1,最大功率效率为2.88lm·W-1,色坐标显示在(0.31,0.41)附近。     

含氟绿光铱配合物的设计、合成及其高效磷光电致发光器件

以2-(3-(2',4'-二氟苯基)苯基)吡啶(Hdfbppy)为环金属C^N配体,乙酰丙酮(Hacac)为辅助配体,设计合成了一种绿色磷光铱配合物(Ir(dfbppy)₂(acac));研究了此配合物的光物理性质及其电致发光器件性能。室温下,配合物Ir(dfbppy)₂(acac)的二氯甲烷溶液的最大发射波长为520nm,量子效率为71%,寿命为381ns。将此配合物掺杂在4,4'-N,N'-二咔唑基二联苯(CBP)中,作为发光层制备了有机发光二极管器件。结果显示,该器件在7.2V电压下呈现的最大亮度为68324cd·m^-2,最大电流效率约为53cd·A^-1,最大功率效率为37lm·W^-1,色坐标为(0.33,0.62)。     

辅助配体对噌啉类铱配合物光电性能的影响

合成了2种新的噌啉类铱配合物（dpci）₂Ir（paz）和（dpci）₂Ir（taz）（dpci=3,4-二苯基噌啉,pazH=5-（2''-吡啶基）-3-三氟甲基-吡唑,tazH=5-（2''-吡啶基）-3-三氟甲基-1,2,4-三唑）,通过核磁共振氢谱和氟谱及高分辨质谱对其结构进行了确定,同时对其光电性能进行了表征。结果表明在聚甲基丙烯酸甲酯（1%,w/w）中（dpci）₂Ir（paz）和（dpci）₂Ir（taz）的发光波长分别为616和612 nm,相对参比铱配合物（dpci）₂Ir（pic）的波长（625 nm）有了较大蓝移,发光量子效率也由16.1%提高到了51.9%和32.5%。改进辅助配体后,材料的稳定性明显提高,使其能用蒸镀法制备有机电致发光器件。基于（dpci）₂Ir（paz）的器件发光为纯红光,CIE色坐标为（0.66,0.34）,最大亮度为2 054 cd·m^-2,最大电流效率为8.5 cd·A^-1。基于（dpci）₂Ir（taz）的器件最大亮度为2 931 cd·m^-2,最大电流效率为14.5 cd·A^-1。     

以1-苯基吡唑为主配体的红光Ir(III)配合物的合成及光电特性

合成了一种新型红色磷光配合物二(1-苯基咪唑) (1-苯基异喹啉)合铱((ppz)₂Ir(piq)), 通过核磁共振氢谱(¹H NMR)对其结构进行了表征, 通过紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、荧光光谱、低温磷光光谱、循环伏安法及含时密度泛函理论(TD-DFT)对其光物理性能及能级结构进行了研究. 制备了一系列基于(ppz)₂Ir(piq)的电致发光器件, 研究了(ppz)₂Ir(piq)的电致发光性质. 结果表明, (ppz)₂Ir(piq)的UV-Vis 吸收峰主要位于296、342、395 和460 nm, 固态粉末的室温磷光发射峰位于618 nm, 在2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)溶液中其低温磷光发射峰位于598 nm, 其三线态能级(E_T)为2.07 eV. (ppz)₂Ir(piq)的最高占据轨道(HOMO), 其主要定域于配体ppz 和金属Ir(III)上, 最低未占据轨道(LUMO)主要定域于配体piq 上. (ppz)₂Ir(piq)的HOMO和LUMO 能级分别为-5.92和-3.62 eV. 基于(ppz)₂Ir(piq)电致发光器件的优化掺杂浓度为8%-12% (w), 最大电致发光谱峰位于616 nm,最大电流效率约10 cd·A^-1, 最大功率效率为4.44 lm·W^-1, 色坐标保持在(0.65, 0.35)附近, 是一种潜在的饱和红光磷光材料.     

新型铱配合物的合成及电致发光性质研究

合成了一种新型橙红色磷光材料铱的配合物(npp)₂Ir(acac)(npp=2-(1-萘基)-4-苯基吡啶，acac=乙酰丙酮)，通过 ¹H NMR、MS、元素分析对其结构进行了表征。以铱配合物(npp)₂Ir(acac)作为发光体，制备了结构为ITO/Ir(5%)：PVK(60 nm)/F-TBB(15 nm)/Alq₃(15 nm)/LiF(1 nm)/Al(150 nm)的电致发光器件，研究了其电致发光性质。结果表明器件的最大发射波长在599 nm，最大发光亮度为3 841 cd·m^-2，最大电流效率达3.9 cd·A^-1。     

含三氟乙酰苯基喹啉配体的铱配合物的合成及其电致发光性能

通过2-(4'-三氟乙酰苯基)-4-苯基喹啉(tfapqH)与三氯化铱反应生成了二氯桥中间体,然后用吡啶-2-甲酸(picH)解离得到双环金属铱配合物Ir(tfapq)₂pic。Ir(tfapq)₂pic在二氯甲烷中的发光波长为584 nm,量子产率约为0.846,磷光寿命为1.211 μs,比没有三氟乙酰修饰的铱配合物波长蓝移的10 nm,量子效率提高了约5%,磷光寿命降低了0.286 μs,辐射跃迁加快,半波宽度降低了约26%,色纯度提高。其HOMO能级为-5.405 eV,LUMO能级为-3.277 eV,能级相对于未修饰的配合物都有所降低,且HOMO降低更明显,总的效果是能级差增加。Ir(tfapq)₂pic 10%的热失重温度为301 ℃,比未修饰铱配合高近50 ℃。当Ir(tfapq)₂pic以2%质量浓度掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件时的效率最高,电致发光波长为594 nm。器件的启明电压为7.3 V,最大亮度为8 571 cd·m^-2,最大外量子效率为12.65%,对应的流明效率为22.14 cd·A^-1。色坐标是(0.58,0.40)。     

含三氟乙酰苯基喹啉配体的铱配合物的合成及其电致发光性能

通过2-(4'-三氟乙酰苯基)-4-苯基喹啉(tfapqH)与三氯化铱反应生成了二氯桥中间体,然后用吡啶-2-甲酸(picH)解离得到双环金属铱配合物Ir(tfapq)₂pic。Ir(tfapq)₂pic在二氯甲烷中的发光波长为584 nm,量子产率约为0.846,磷光寿命为1.211 μs,比没有三氟乙酰修饰的铱配合物波长蓝移的10 nm,量子效率提高了约5%,磷光寿命降低了0.286 μs,辐射跃迁加快,半波宽度降低了约26%,色纯度提高。其HOMO能级为-5.405 eV,LUMO能级为-3.277 eV,能级相对于未修饰的配合物都有所降低,且HOMO降低更明显,总的效果是能级差增加。Ir(tfapq)₂pic 10%的热失重温度为301 ℃,比未修饰铱配合高近50 ℃。当Ir(tfapq)₂pic以2%质量浓度掺杂于PVK-PBD中做成电致发光器件时的效率最高,电致发光波长为594 nm。器件的启明电压为7.3 V,最大亮度为8 571 cd·m^-2,最大外量子效率为12.65%,对应的流明效率为22.14 cd·A^-1。色坐标是(0.58,0.40)。     

高效磷光铱配合物的合成及电致发光性能研究

合成了一种含苯并噻唑结构配体的环金属化铱配合物(ffbi)₂Ir(acac)，(其中ffbi为1-(4-氟苄基)-2-(4-氟苯基)苯并咪唑，acac为乙酰丙酮)，并以其作为发光体, 制备了有机电致发光器件。结果表明该配合物具有强磷光发光特性，器件发绿色光。其中结构为TCTA(40 nm)/CBP∶Ir(6.3%，30 nm)/BCP(10 nm)/Alq(40 nm)的电致发光器件在12 V电压下最大发光亮度达41 499 cd·m^-2，在8 V电压下，最大外量子效率达5.7%。     

两种含醛基的铱配合物用于半胱氨酸和OH-的识别

以4,4''-二溴-2,2''-联吡啶（dbr-bpy）为中性配体,分别以6-苯基烟醛（L1）、6-（4-三氟甲基苯基）吡啶-3-甲醛（L2）为环金属配体合成了2种Ir （Ⅲ）配合物[Ir （L1）₂（dbr-bpy）]PF₆（Ir1）和[Ir （L2）₂（dbr-bpy）]PF₆（Ir2）,并通过核磁共振波谱和质谱对其结构进行了表征。在乙腈溶液中配合物Ir1和Ir2的发射波长分别为584和530 nm,发光量子效率分别为49%和66%。电化学测试和理论计算表明,环金属配体中CF₃的引入,可以降低最高占据分子轨道（HOMO）的能级,从而使氧化电位向正极移动。配合物Ir1和Ir2与半胱氨酸（Cys）均以1∶2的比例结合,发生磷光猝灭响应,同时表现出良好的抗干扰能力,检出限分别为35.1和18.5 μmol· L^-1。将OH^-加入配合物Ir2的DMSO/H₂O （7∶3,V/V）溶液中,OH^-取代配合物中性配体上的溴取代基,使配合物Ir2的发射峰蓝移,溶液发光颜色由黄色变为绿色,发光强度提升4倍。     

室温磷光材料二(2-苯基吡啶)(2-(2-吡啶)苯并咪唑)合铱(III)的合成及光电特性

以2-苯基吡啶(ppy)为主配体, 2-(2-吡啶)苯并咪唑(pybiH)为辅助配体合成了一种室温蓝绿色磷光发射材料二(2-苯基吡啶)( 2-(2-吡啶)苯并咪唑)合铱(III) ((ppy)₂Ir(pybi)), 通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、核磁共振氢谱(1H NMR)、质谱(MS)、元素分析对其结构进行了表征. 利用紫外-可见吸收光谱、荧光激发和发射光谱、循环伏安曲线, 结合含时密度泛函理论(TD-DFT)模拟计算研究了(ppy)₂Ir(pybi)的光物理特性及能级结构, 并研究了其电致发光性能. (ppy)₂Ir(pybi)的紫外吸收峰分别位于250, 295, 346和442 nm, 与理论模拟计算吻合得很好;(ppy)₂Ir(pybi)为蓝绿光发射, 发光峰分别位于495 和518 nm; (ppy)₂Ir(pybi) 的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)能级分别为-6.11和-3.43 eV, 光学带隙为2.68 eV; 以(ppy)₂Ir(pybi)为掺杂剂, 4,4'-N,N'-二咔唑基联苯(CBP)为主体材料, 制备电致磷光器件, 电致发射峰位于508 nm, 最大亮度为8451 cd·m^-2, 最大电流效率为17.6 cd·A^-1. 这些研究为(ppy)₂Ir(pybi)在有机电致发光领域的应用提供实验依据.     

二氮杂萘联苯类铱配合物的制备及其电致磷光性能

电致磷光材料因其优异的电致发光性能,引起了科学界的广泛研究兴趣。本论文以含增加溶解性的位阻苯氧基团的二氮杂萘联苯衍生物为配体,通过与三氯化铱在温和及无催化剂存在的条件下一步反应以较高产率直接生成铱的三环配合物磷光体Ir(MPCPPZ)₃,并对其结构、光物理性能、电致发光性能进行了研究。该磷光体易溶于二氯甲烷、氯苯等多种溶剂,适合旋涂法的电致发光器件制作。该磷光体的构型为热力学上稳定的面式构型,荧光量子产率在95%以上。光致发光的发射峰在590 nm左右。磷光体的HOMO能级为-5.15 eV,LUMO能级为-2.9 eV。磷光体表现了较高的热稳定性,起始分解温度为388 ℃。以配合物掺杂于PVK-CBP中做成电致发光器件后,电致发光光谱与光致发光光谱相比出现了红移,能完全表现为配合物的发光。在12%掺杂浓度时器件的效率最大,当亮度91 cd·m^-2时,外量子效率为20.2%,这是目前旋涂器件的最好结果。该器件的最大亮度5870 cd·m^-2,功率效率5.7 lm·W^-1。当电流密度达到100 mA·cm^-2时,外量子效率为6.6%。     

一种新型红色三线态喹喔啉铱(Ⅲ)配合物的合成及发光性质

利用2,3-二苯基喹喔啉和水合三氯化铱(IrCl₃?H₂O)反应, 合成了一种新型喹喔啉铱的配合物[Ir(DPQ)₂(acac)], 通过元素分析, ¹H NMR和HRMS对配合物结构进行了表征, 结果显示得到的是目标化合物. 利用紫外光谱和荧光光谱对配合物的吸收光谱和光致发光光谱进行了研究. 利用该材料作为磷光材料制备了结构为[ITO/NPB(30 nm)/NPB∶7% Ir(DPQ)₂(acac)(25 nm)/PBD (10 nm)/Alq₃ (30 nm)/Mg∶Ag (10∶1)(120 nm)/Ag(10 nm)] 的电致发光器件, 研究了其电致发光光谱. 结果表明, 配合物[Ir(DPQ)₂(acac)]在476和625 nm处存在单重态¹MLCT(金属到配体的电荷跃迁)和三重态³MLCT的吸收峰; 发光光谱结果显示, 在660 nm处有较强的金属配合物三重态的磷光发射; 电致发光光谱显示, 该器件的启动电压是4.25 V, 器件的最大亮度为4910 cd/m², 外量子效率为5.14%, 器件的流明效率为1.12 lm/W, 是一种新型红色磷光材料.     

基于面式-三(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)合铱配合物为发光中心的高效绿光有机电致发光器件

用经典的方法合成了面式-三(2-(4-三氟甲基苯基)吡啶)合铱配合物(fac-Ir(tfmppy)₃), 并得到了其晶体结构。在CH₂Cl₂溶液中Ir(tfmppy)₃的发射光谱显示出了峰值位于525 nm的π→π^*跃迁吸收以及金属到配体电荷转移(MLCT)吸收, 色坐标(CIE)为(0.31, 0.62), 量子效率计算为4.59%(以Ru(bpy)₃]Cl₂为参照)。以Ir(tfmppy)₃为发光中心, 制备并研究了有机电致发光器件:ITO/TAPC (60 nm)/Ir(tfmppy)₃ (x%):mCP (30 nm)/TPBi (60 nm)/LiF (1 nm)/Al (100 nm)。4%掺杂浓度的器件在4 197 cd·m^-2的亮度下显示的最大电流效率为33.95 cd·A^-1, 在12.7 V时的最大亮度为43 612 cd·m^-2, 色坐标(CIE)为(0.31, 0.61)。利用瞬态电致发光法(transient electroluminescence (EL))、在1 300 (V·cm^-1)^1/2的电场强度下Ir(tfmppy)₃配合物的电子迁移率测定为4.24×10^-6 cm²·(V·s)^-1。非常接近于常用的电子传输材料八羟基喹啉铝(Alq₃)的电子迁移率。     

两个磷光铱配合物的合成和性质研究

由于具有P=O键,二（二苯基膦酰）胺（tetraphenylimidodiphosphinateacid,Htpip）作为辅助配体引入Ir（Ⅲ）配合物中,可以提高配合物的电子迁移率和器件的效率。采用氟取代的2-（4-氟苯基）吡啶（F₄-ppy）为主配体、以Htpip和三氟甲基取代的Htfmtpip为辅助配体合成了2个铱配合物Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）。晶体结构中Ir原子的配位几何构型均为八面体构型,Ir（F₄-ppy）₂（tpip）属于正交晶系Pbca空间群,而Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）属于单斜晶系P2₁/c空间群。配合物都具有较好的热稳定性,Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的初始分解温度分别为385和395℃。配合物Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的氧化和还原峰较配合物Ir（F₄-ppy）₂（tpip）分别向正电压移动了大约0.134和0.12V,相应的HOMO和LUMO能级分别降低了0.14和0.43eV。在室温、1×10^-5mol·L^-1的CH₂Cl₂溶液中Ir（F₄-ppy）₂（tpip）和Ir（F₄-ppy）₂（tfmtpip）的最大磷光发射峰分别位于492和495nm,量子效率分别为9.2%和16.4%。结果表明在辅助配体上引入4个三氟甲基后不仅可以提高配合物的热稳定性和电化学稳定性,并且可以调控配合物的HOMO/LUMO能级和发光效率。     

利用吡啶衍生物主配体共轭效应调控铱配合物发光颜色

利用2-苯基吡啶及其衍生物为主配体、四苯基膦酰亚胺为辅助配体合成了3个铱配合物Ir（ppy）₂tpip（Hppy：2-苯基吡啶,Htpip：四苯基膦酰亚胺）、Ir（npy）₂tpip（Hnpy：2-（1-萘基）吡啶）和Ir（pnpy）₂tpip（Hpnpy：2-（9-菲基）吡啶）。它们的结构通过1HNMR和MALDI-TOF质谱进行了表征,其中配合物Ir（ppy）₂tpip还进一步通过晶体结构分析验证。主配体从苯环到萘环和菲环的改变增加了配合物的π共轭,减小了能级差,导致了3种配合物的磷光发射光谱从516nm红移到600和633nm（从绿光到红光）,发光量子效率也从0.36增加到0.51和0.53。从量化计算的结果可以看出,这种共轭效应增加了主配体的电子密度,提高了配合物的LUMO能级。配合物结构和发射性质之间的关系规律为设计不同发光颜色的铱配合物提供了思路。     

含不同芳香取代基的肼基二硫代甲酸甲酯-Ga3+配合物的合成及抑菌活性

设计合成了4种含不同芳香取代基团的肼基二硫代甲酸甲酯配体（2-乙酰基吡啶肼基二硫代甲酸甲酯（L¹-H）、2-甲酰基吡啶肼基二硫代甲酸甲酯（L²-H）、2-甲酰基噻吩肼基二硫代甲酸甲酯（L³-H）、2-甲酰基水杨醛肼基二硫代甲酸甲酯（L⁴-H））的镓配合物,对它们的抑菌活性进行了测试,并讨论了配体分子中不同芳香取代基对配合物抑菌活性的影响。在模拟生理条件下,L与Ga³⁺生成较稳定的单核配合物[Ga（L¹）₂]NO₃（1）、[Ga（L²）₂]NO₃（2）、[Ga（L³）₂]NO₃（3）、[Ga（L⁴）₂]NO₃（4）,各配合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出比Ga（NO₃）₃·9H₂O强的抑制活性,抑制金黄色葡萄球菌的能力高于大肠杆菌,其中,1和2的活性比相应配体高,其余2个配合物与其配体之间无明显活性差异。L¹和L²分子中吡啶基的较强吸电子效应可能是1和2具有较强抑菌活性的主要原因。4种配合物抑制黑曲霉生长的活性同样高于Ga（NO₃）₃·9H₂O,其中3最强,并显著高于L³,其余配合物与相应配体间无活性差异。     

一种基于咔唑的新型磷光主体材料的合成及光电性能

设计并合成了一种基于咔唑的新型的磷光主体材料, 即9-(6-(9-咔唑基)己基)咔唑(hCP), 对其结构及性能进行了表征. 研究结果表明: hCP分子中两个咔唑与烷基链是非共平面的, 由于长烷基链的缠绕, 因而具有较高的三线态能级(3.01 eV)和较高的玻璃化温度(93℃); 以hCP为主体材料, 与绿光磷光染料三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)₃)掺杂作为发光层, 制备了磷光电致发光器件, 其器件的最大电流效率为15.1 cd·A^-1, 相对于4,4'-N,N'-二咔唑基联苯(CBP)为主体材料的参考器件, 显著提高了34.8%.     

一种镉基金属有机骨架材料对丙酮和Fe3+的荧光检测

以1,3,5-三（4-羧基苯基）苯（H₃BTB）为配体,通过溶剂热法得到一种三维四重穿插结构的镉基金属有机骨架材料：（Me₂NH₂）[Cd（BTB）（DMF）]·DMF·H₂O（Cd-MOF）。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外分析、元素分析和热重分析表征了其组成和结构。荧光研究结果表明：Cd-MOF在含有丙酮或Fe³⁺离子的溶液中均表现出荧光猝灭现象,其检测限（体积分数和浓度）分别为0.6%和0.89 μmol·L^-1,线性检测范围分别为2.0%~2.8%和0~0.05 mmol·L^-1。时间响应实验和可循环利用实验显示Cd-MOF可长时间、稳定且高效地检测丙酮和Fe³⁺离子。     

基于2-(4'-羧基苯基)咪唑-4,5-二羧酸构筑的三个镉/锌配位聚合物的合成、拓扑结构、荧光光谱及DNA作用

以2-（4''-羧基苯基）咪唑-4,5-二羧酸（H₄CPhIDC,C₁₂H₈N₂O₆）为配体,用溶剂热合成了3种配位聚合物{[Cd₂（CPhIDC）（bimb）]·H₂O}_n（1）、{[Cd₂（CPhIDC）（phen）₂]·3H₂O}_n（2）、{[Zn₂（CPhIDC）（bpp）]·1.5H₂O}_n（3）（bimp=1,4-双咪唑基-丁烷,phen=1,10-菲咯啉,bpp=1,3-双（4-吡啶基）-丙烷）。用元素分析、红外光谱、粉末X射线衍射和单晶X射线衍射对配合物进行了表征和结构分析。结构分析表明,主配体以完全去质子化CPhIDC^4-的形式与中心金属离子形成以μ₄和μ₅为配位模式的二维及三维聚合物。配合物1和3是三维网络结构,同时呈现（3,4,5）-连接的（5·6·7）（4·5²·6·7²）（4·5²·6·7⁴·8²）拓扑结构,两者的不同之处是中心离子和辅助配体。配合物2是二维波纹状渔网结构,呈现4⁴·6²拓扑结构,在其空间填充上又类似于DNA双螺旋链的单螺旋结构。测定了产物的固体荧光光谱;用EtBr荧光探针法研究了配体及配合物与ct-DNA的相互作用。     

三个二羧酸配体配位聚合物的合成、结构表征和荧光性质

以羧酸配体2,2''-（1,4-亚苯基双（亚甲基））双（硫二基）二苯甲酸（H₂L¹）和2,2''-（2,3,5,6-四甲基-1,4-亚苯基）双（亚甲基）双（硫二基）二苯甲酸（H₂L²）分别与金属盐反应,通过溶剂热方法合成了3个配位聚合物：{[Ni（L¹）（H₂O）₄]·2H₂O}_n （1）、[Zn（L¹）（DMA）₂]_n （2）和[Co（L²）（DMF）₂]_n （3）,其中DMA=N,N-二甲基乙酰胺,DMF=N,N-二甲基甲酰胺。对配合物1~3进行了单晶X射线衍射、元素分析、红外光谱、热重分析、粉末X射线衍射和固体紫外可见光谱测试和表征。单晶X射线衍射表明：3个配合物均为一维锯齿形链状结构,并通过氢键作用形成三维骨架,且配体均表现为反式构象。此外,对配合物2固态荧光性质进行了研究。