电子传输材料1，3，4-噁二唑衍生物和1，2，4m三唑衍生物的DFT研究

采用密度泛函理论B3LYP方法，对1，3，4-噁二唑衍生物和1，2，4-三唑衍生物两类电子传输材料在中性、阴离子态和阳离子态下分别进行几何结构优化计算．结果表明，1，3，4-噁二唑衍生物的电子传输过程主要是分子内噁二唑上的N→O电子转移，1，2，4-三唑衍生物的电子传输过程主要是分子内三唑上N（双键）→N（单键）以及三唑环向与N相连的苯环电子转移．当其苯环上3位被拉电子基团取代后，其电子传输性能提高；而被给电子基团取代后，电子传输性能降低．     

1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22-二（桥联二丙羧基）酞菁铜的合成及性质研究

对新型取代基酞菁和酞菁晶体合成和性质进行了研究。因为酞菁在信息、医疗、化工等众多领域有很广泛的应用,所以近百年来一直是科学家研究的热点课题。酞菁经过近百年的研究,科学家已经合成了上万种酞菁衍生物,但是,随着科技的不断进步,人类社会不断发展的需求,具有新特性的新型酞菁的获得仍是相关科技工作者孜孜以求的目标。为此,在本论文中,我们改进了合成方法,合成了新型的桥联酞菁材料：1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22-二（桥联二丙羧基）酞菁铜,表征其结构。并研究电化学性质。首先以丙二酸和3,6-二羟基邻苯二腈为起始原料,以水为溶剂,加入浓硫酸作为催化剂,先合成前体,即丙二酸3,3′-二(6–羟基邻苯二腈)脂。然后再用丙二酸 3,3′-二(6-羟基邻苯二腈)脂与一水合乙酸铜,以正戊醇为溶剂,以DBU为催化剂,合成了1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22-二（桥联二丙羧基）酞菁铜,其分子式是C₃₈H₁₆N₈O₁₂Cu。对1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22–二（桥联二丙羧基）酞菁铜进行紫外吸收及荧光光谱测定,证明合成产物是目标产物,并研究了1,11,15,25-四羟基-4,8,18,22-二（桥联二丙羧基）酞菁铜的电化学性质。     

基于深蓝光激基复合物构筑的OLED植物照明光源

为了得到可应用于植物照明且具有红蓝光谱的有机发光二极管（OLED）,采用两种典型的载流子传输材料,N,N′-二（1-萘基）-N,N′-二苯基-（1,1′-联苯）-4,4′-二胺（NPB）和1,3,5-三（1-苯基-1 H-苯并[d]咪唑-2-基）苯基（TPBi）以界面接触或掺杂的方式形成深蓝光激基复合物,并将其与红色磷光材料Ir（DMP-IQ）₂（acac）结合,制备得到符合植物光合作用光谱需求的OLED器件。通过改变器件结构中深蓝光激基复合物和红光发光层之间的间隔层厚度,可调节电致光谱中的蓝/红光强度比例。在以掺杂的方式形成激基复合物的结构基础上,将主体材料（mCP）掺入NPB···TPBi膜中构成三元体系,减少膜中由载流子堆积引起的激子淬灭,在NPB···TPBi···mCP掺杂比例为1···1···3的实验条件下得到2.8 V的开启电压,4528 cd/m²的亮度,3.09 cd/A的电流效率和6.96%的外量子效率。     

萤火虫烯醇式氧化荧光素衍生物作为高效蓝光材料的理论研究

为了设计发光效率高,空穴传输能力好,同时电子和空穴传输平衡性好的蓝光材料,用吡咯、噻吩、呋喃、咪唑、噁唑代替烯醇式氧化荧光素中苯并噻唑部分的噻唑环,设计了一系列氧化荧光素相似物。用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法对这些化合物进行了一系列光电性质的研究。计算结果表明,吡咯、噻吩、呋喃和咪唑基团的引入改善了这类物质的空穴传输能力。通过比较空穴和电子重组能发现,这些化合物的空穴和电子注入的平衡性很好。烯醇式吡咯基氧化荧光素(EIN)、烯醇式噻吩基氧化荧光素(ETH)、烯醇式呋喃基氧化荧光素(EFU)、烯醇式咪唑基氧化荧光素(EIM)、烯醇式噁唑基氧化荧光素(EOX)均可作为蓝光材料。     

5,7''-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉及其衍生物的密度泛函理论计算

在B3LYP/6-31G(d)水平上对5,7'-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉及其5种衍生物进行了几何构型全优化,探讨了喹啉不同位H被吸电子基团CN及羟基O被S原子取代对分子电离势(Ip)、电子亲和势(EA)、电荷转移、前线轨道能量和电子光谱等性质的影响.用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了分子在气相及液相的吸收光谱,计算结果与实验值基本符合.取代基对5,7'-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉锌分子的性质有较大影响.电子亲和势计算表明,该类化合物的电子亲和势较大,都是较好的电子传输材料.     

氢键效应对2,3-二氢-3-酮基-1H-吡啶并[3,2,1-kl]吩噻嗪光物理性质的影响

利用含时密度泛函理论(TDDFT)方法和飞秒时间分辨的瞬态吸收光谱技术对2,3-二氢-3-酮基-1H-吡啶并[3,2,1-kl]吩噻嗪(PTZ4)和3-酮基-1H-吡啶并[3,2,1-kl]吩噻嗪(PTZ5)这两种荧光探针分子的光物理性质进行了研究. TDDFT结果表明PTZ4和PTZ5在甲醇溶液形成了氢键络合物导致它们吸收峰的红移. PTZ4分子在基态有四种稳定构型,其在四氢呋喃溶液中的双荧光峰正是来自于四种构型下的内部电荷转移态. PTZ4分子在四氢呋喃和甲醇溶液中的瞬态吸收光谱表明,从局域态到转移态的弛豫时间常数在四氢呋喃中为16.0 ps,在甲醇中为7.5 ps;PTZ4分子在甲醇中的激发态寿命为53.8 ps,而这种超短的寿命可能是由于PTZ4分子在激发态时形成的面外型氢键络合物导致的.     

基于扭曲A-π-D-π-A构型的蓝色荧光材料的π-共轭桥与光物理特性间的关系（英文）

蓝色荧光材料在作为有机发光器件(OLED)的蓝光发光层材料方面具有很大的商业应用潜力。本文将4-(9H-咔唑-9-基)苯胺(CzPA)作为电子给体单元、三氟甲基苯基(FMP)作为电子受体单元,通过在CzPA和FMP之间分别引入苯,9,9'-二辛基-9H-芴和双(9,9′-二辛基-9H-芴)作为π-共轭桥,设计并合成了一系列基于扭曲A-π-D-π-A构型的蓝色荧光材料(CzPA-B-FMP,CzPA-F-FMP,CzPA-DF-FMP),并研究π-共轭桥与材料光物理性质之间的关系。通过对材料的相关光物理性质以及电荷转移特性的详细比较,可以分析得出:CzPA和FMP之间的π-共轭桥长度的增加可以增强激发态的局部激发特性,进而提高这些材料的荧光量子效率和器件的外量子效率。但是,过长的π-共轭桥将导致更大的分子间共轭效应,不利于材料光物理性质的优化。     

5,7¢-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉及其衍生物的密度泛函理论计算

在B3LYP/6-31G(d)水平上对5, 7¢-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉及其5种衍生物进行了几何构型全优化, 探讨了喹啉不同位H被吸电子基团CN及羟基O被S原子取代对分子电离势(IP)、电子亲和势(EA) 、电荷转移、前线轨道能量和电子光谱等性质的影响. 用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算了分子在气相及液相的吸收光谱, 计算结果与实验值基本符合. 取代基对5, 7¢-(亚甲胺基)-二-8-羟基喹啉锌分子的性质有较大影响. 电子亲和势计算表明, 该类化合物的电子亲和势较大, 都是较好的电子传输材料.     

菲并咪唑衍生物蓝光材料的合成、光物理性质及理论计算

合成了两个蓝光材料2-苯基-1H-[9,10-d]菲并咪唑(Phen-PI)和2-吡啶-1H-[9,10-d]菲并咪唑(PyriPI),光物理分析表明Phen-PI和Pyri-PI的最大发射峰分别位于371.5 nm,388.5 nm和403.5 nm,相对量子效率分别为0.383和0.528,激发态衰减寿命分别为3.87 ns和3.68 ns。通过密度泛函理论(DFT)对化合物的前线分子轨道成分和能级分布分析表明,当把Phen-PI中的苯基被吡啶环取代后,Pyri-PI的HOMO能级和LUMO能级分别下降0.09 e V和0.23 e V,同时Pyri-PI的HOMO轨道和LUMO轨道的能级差比Phen-PI减少0.14 e V,在理论层面上解释了Pyri-PI发射光谱的红移。     

碳、氮和氧族元素取代对2,1,3-苯并噻二唑衍生物的电子、光谱、电荷传输性质影响的理论研究

采用量子化学方法设计并研究了一系列CH₂、NH、O和Se取代的2,1,3-苯并噻二唑衍生物的电子性质、光谱性质和电荷传输性质．采用的研究方法是从头算Hartree-Fock和密度泛函方法．研究结果表明,中心芳环的S原子分别被CH₂、NH、O和Se取代后,母体分子的电子性质、光谱性质以及电荷传输性质得到了很好的调节．根据得到的理论研究结果,在2,1,3-苯并噻二唑衍生物基础上进行结构修饰得到的一系列分子可以作为有机发光二极管中的有机发光材料.     

联萘基-芘衍生物结构和ECD光谱性质的理论研究

采用密度泛函理论方法研究s-联萘基-芘分子结构、联萘二面角、能隙、电子的圆二色(electronic circular dichroism, ECD)光谱等性质，系统考察其溶剂效应和取代基效应.研究发现，在苯、四氯化碳、氯仿、环己烷和水五种溶剂中，s-联萘基-芘分子的结构和ECD光谱等性质均相似.然而，在氯基、甲基、羟基、甲氧基和苯基五种取代基中，苯基取代基可以调节s-联萘基-芘分子的结构和ECD光谱等性质.     

烷氧基取代聚对苯乙炔三阶非线性光学性能

通过双醚化反应、氯甲基化反应以及在强碱性条件下进行的脱氯化氢反应制备聚（2-甲氧基-5-丁氧基）对苯乙炔（PMOBOPV）、聚（2-甲氧基-5-己氧基）对苯乙炔（PMOHOPV）、聚（2,5-二丁氧基）对苯乙炔（PDBOPV）和聚（2,5-二己氧基）对苯乙炔（PDHOPV）等四种可溶性聚对苯乙炔（PPV）衍生物，通过紫外-可见吸收光谱对产物分子结构进行表征.结果显示，PMOBOPV、PMOHOPV、PDBOPV和PDHOPV的共轭π电子发生π → π* 跃迁的吸收峰分别位于491 nm、495nm、504nm和510nm处，相应的光学禁带宽度分别为2.23eV、2.18eV、2.12eV和2.07eV.利用简并四波混频技术测量PPV衍生物的三阶非线性光学性能，探讨了分子结构对PPV衍生物三阶非线性极化率（χ(3)）的影响.研究发现，激发波长为532 nm时，PMOBOPV、PMOHOPV、PDBOPV和PDHOPV的共振χ(3)值分别为3.45×10－10、5.13×10－10、7.15×10－10和9.61×10－10 esu；激发波长为1064 nm时，它们的非共振χ(3)值分别为1.09×10－11、1.42×10－11、1.62×10－11和2.14×10－11 esu.     

OLED电子传输材料研究进展

有机电致发光（OLED）是目前最有竞争力的显示技术,市场占有量逐年攀升。高效、稳定的OLED,特别是深蓝光器件,性能仍需提升,其关键问题是高性能的电子传输材料的研发。这是由于有机分子难以获得较高电子迁移率,器件中的复合区域通常靠近电子传输层一侧,这就要求电子传输材料需要具有较高三线态能级来限域激子,尤其是高能量的蓝光激子。而高三线态（弱共轭）和高迁移率（强共轭）一直是有机分子设计中难以调和的矛盾,此外更宽的带隙也会导致较差的热稳定性,这些难题始终限制着OLED电子传输材料的发展。本文分类介绍了高性能的电子传输材料所需要具备的几点特性,包括热稳定性、光化学稳定性、电子迁移率、前线轨道能级和三重态能级等,并且综述了21世纪以来OLED小分子电子传输材料的重要研究进展,以期对未来开发理想的电子传输材料提供参考。     

8-羟基喹啉锂的光电性能和取代基效应的密度泛函理论

采用密度泛函理论(DFT)较为系统地研究了给、吸电子取代基对8-羟基喹啉锂(Liq)光电性能的影响。研究结果表明:不同取代基与母体形成不同的共轭,取代基—CN、—OCH3很好地参与了整个π体系共轭,对体系性质影响较大;吸电子基—CF3、—CN、—Cl在5-位取代都使Liq的最高占据轨道(HOMO)、最低空轨道(LUMO)能级降低;给电子基—CH3、—CH3CH2CH2、—OCH3在5-位取代都使Liq的LUMO、HOMO升高,带隙减小,给电性越强,影响越显著;—CN在5-位取代,显著增加了Liq的电子亲和势,降低了电子重组能,使电子更易于注入和传输。与Liq及其它衍生物相比,5-CN-Liq是一种更好的电子注入和传输材料。     

新型蒽衍生物蓝光材料的合成及光电性能研究

通过引入具有电子传输性能的噁二唑衍生物支链,采用Suzuki偶联反应,设计并合成了一种新型的蒽衍生物蓝光材料,同时研究了它的光学性能、热学性能、电化学性能以及成膜性。研究结果表明,该化合物在四氢呋喃溶液中发射蓝色荧光,最大发射波长为433 nm,其荧光量子效率为0.94,是9,10-二（β-萘基）蒽（ADN）的1.17倍。该化合物薄膜经过100 ℃高温烘烤3 h,依然保持连续、均一、平整的无定型结构,是制备长寿命、高效率OLED的很有潜力的材料。     

蓝光锆（Ⅳ）配合物的合成及光致发光性能研究

合成了一系列蓝光锆（Ⅳ）配合物 Cl[Zr（NN）（DBM）₃]（DBM=二苯甲酰基甲烷,NN=1,10-邻菲罗啉 1;2,9-二甲基-1,10-邻菲罗啉 2;4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶 3;1-乙基-2-（1-萘基）-1H-咪唑-4,5-f-1,10-邻菲罗啉4）,以波长为355 nm的紫外光激发,4个配合物的最大发射峰均位于445 nm左右,半峰宽只有36~45 nm。在相同的测试条件下,配合物 1 的蓝光发射强度最大,量子效率最高,其原因是结构刚性强,能够有效地减少非辐射跃迁造成的能量损失。而且,配合物 1~3 的热稳定性很好,分解温度均在200℃以上,可以用于制作有机发光器件,不会在器件的制作过程中发生分解。     

3，3-二硝基氮杂环丁烷的合成

多硝基氮杂环丁烷3，3-二硝基氮杂环丁烷(DNAZ)，除用做目前最具有应用前景的含能材料之一1，3，3-三硝基氮杂环丁烷(TNAZ)的合成中间体之外，利用其呈碱性的特点与许多酸性物质反应得到含能盐。能与DNAZ形成盐的含能阴离子非常普遍，尤其以硝基取代的五元芳香杂环最为重要，主要包括3，5-二硝基-1，2，4-三唑阴离子、4，4’，5，5，-四硝基双咪唑阴离子、2，4-二硝基咪唑阴离子及3-硝基-5-羟基三唑阴离子等。这些含能盐可作为火箭推进剂的氧化剂成分。     

有机/聚合物白光电致发光器件

将聚合物材料作为空穴传输材料,以有机小分子蓝光染料1,1,4,4－四苯基丁二烯,绿光染料8－羟基喹啉铝和黄光染料5,6,11,12－四苯基四苯并作为产生白光所需要的三种色源,制备了有机／聚合物白光电致发光器件。这种器件的设计使聚合物的热电稳定性好的优点与有机小分子材料荧光效率高的优点相结合,拓宽了材料的选择范围,更有利于选择能带匹配的材料体系。器件的开启电压为2.5V左右,发光效率在9V时达到最大1.24lm／W,该电压下的亮度达到1600cd/m^2,器件的最大亮度超过20000cd/m^2（18V）,器件最佳色度为（0.319,0.332),这在目前国际上有报道的有机／聚合物白光发光器件中居领先水平。     

全湿法制备聚合物白光器件

使用全溶液法制备聚合物白光器件,通过引入修饰层并改变各层薄膜厚度来优化器件性能。针对ITO 阴极功函数较高的问题,引入功函数较低的蓝光聚芴衍生物：聚[9,9-二辛基芴-9,9-双（N,N-二甲基胺丙基）芴]（PFN）,有效地降低了阴极的复合功函数。同时PFN也是电子注入材料和发光材料。为降低器件的启动电压,引入Cs₂CO₃作为修饰层,同时也提高了电子传输能力。使用MEH-PPV作为橙红光材料。使用二次溶剂掺杂获得的高导PEDOT：PSS聚合物并通过滴膜的方法制备阳极取代了传统的金属电极真空镀膜法,从而使器件制备简单、快捷。最终得到了湿法制作的聚合物白光器件的光谱范围为400~800 nm,涵盖了整个可见光区域。器件的启亮电压为4 V,亮度为1 500 cd/m²,电流效率为0.55 cd/A。     

电子传输材料1,3,4-恶二唑衍生物和1,2,4-三唑衍生物的DFT研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,对1,3,4噁二唑衍生物和1,2,4三唑衍生物两类电子传输材料在中性、阴离子态和阳离子态下分别进行几何结构优化计算.结果表明,1,3,4噁二唑衍生物的电子传输过程主要是分子内噁二唑上的N→O电子转移,1,2,4三唑衍生物的电子传输过程主要是分子内三唑上N(双键)→N(单键)以及三唑环向与N相连的苯环电子转移.当其苯环上3位被拉电子基团取代后,其电子传输性能提高;而被给电子基团取代后,电子传输性能降低.