吩噻嗪功能化的螺-9,9′-氧杂蒽芴的设计、合成及其光电性质与分子结构间的相互关系研究

合成了一种具有深的HOMO(-6.15 e V)分子轨道和高三线态能级(T_1,2.82 e V)的新型化合物10-(2-螺-9,9'-氧杂蒽芴基)吩噻嗪(SFXPz)。因其宽的能带结构(E_g,4.22 e V)和深的HOMO能级而有望制备高效蓝色有机电致磷光器件。热重分析和差热扫描曲线表明,该化合物具有良好的热稳定性(T_d,259℃)和高的形态稳定性(T_g,206℃)。完全相互分离的HOMO和LUMO轨道有利于阻止分子内能量反转。SFXPz的紫外吸收峰分别位于230,260,292和310 nm左右;其荧光光谱两个发射峰分别位于311,324 nm左右。此外,该化合物的分子结构经LC-MS、~1H NMR和~(13)C NMR进行了详细表征。     

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。     

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。     

2,7-二(3-(氰基)苯基)-9,9-二乙基芴的合成、晶体结构及光学性质(英文)

合成了一种新型的芴类衍生物2,7-二(3-(氰基)苯基)-9,9-二乙基芴。通过元素分析、红外(IR)、核磁共振(1H NMR)以及X射线单晶衍射对其组成和结构进行了表征。结果表明该化合物属于正交晶系,P空间群,晶胞参数:a=1.380 0(3)nm,b=2.230 6(4)nm,c=0.726 33(15)nm,α=β=γ=90°,V=2.235 8(8)nm3,Z=4,F(000)=896,μ=0.073 mm-1,S=1.013,R=0.046 9,wR=0.104 2。同时,我们对该化合物的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱做了研究。在室温下,当激发光波长为330 nm时,该化合物的固态薄膜发射强烈的蓝色荧光,其发射波长为408 nm。此芴类衍生物在CH2Cl2溶液中的荧光量子效率为0.64,在固态薄膜中的斯托克斯位移为56 nm。该化合物有望成为一种优良的蓝色发光材料。     

两种新型芴衍生物的合成、晶体结构及光谱性能

合成了两种新型芴衍生物:2,7-二(3,5-二(三氟甲基)苯基)-9,9-二乙基芴(1)和2,7-二(4-氟苯基)-9,9-二乙基芴(2)。通过元素分析、红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)以及单晶X射线衍射对其结构进行了表征。化合物1属于单斜晶系,P21/c空间群;化合物2属于三斜晶系,P-1空间群。通过紫外-可见吸收和荧光光谱研究了化合物的发光性能。结果表明:在CH2Cl2溶液和固态薄膜中,化合物1、2在350~400 nm波段有吸收峰,归属于π-π*电荷跃迁;化合物1、2的光学带隙E g分别为3.31 eV和3.30 eV,并且均有强烈的蓝色荧光发射现象(激发波长为330 nm),在二氯甲烷中的荧光量子效率分别为0.62和0.61,固态荧光寿命分别为6.39 ns和9.00 ns。     

两种新型芴衍生物的合成、晶体结构及光谱性能

合成了两种新型芴衍生物:2,7-二（3,5-二（三氟甲基）苯基）-9,9-二乙基芴（1）和2,7-二（4-氟苯基）-9,9-二乙基芴（2）。通过元素分析、红外光谱（IR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）以及单晶X射线衍射对其结构进行了表征。化合物1属于单斜晶系,P2₁/c空间群;化合物2属于三斜晶系,P-1空间群。通过紫外-可见吸收和荧光光谱研究了化合物的发光性能。结果表明:在CH₂Cl₂溶液和固态薄膜中,化合物1、2在350～400 nm波段有吸收峰,归属于π-π^*电荷跃迁;化合物1、2的光学带隙E_g分别为3.31 eV和3.30 eV,并且均有强烈的蓝色荧光发射现象（激发波长为330 nm）,在二氯甲烷中的荧光量子效率分别为0.62和0.61,固态荧光寿命分别为6.39 ns和9.00 ns。     

2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的光谱特性

合成了一种新型的蓝光发射材料2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙,并利用红外光谱、X射线衍射谱、DSC热分析、UV-vis吸收谱、荧光激发光谱和荧光发射光谱研究了其结构、晶态、热稳定性以及光学特性,分析了它的能态结构和发光机理。结果表明,2(水杨醛缩苯胺)-(1,10-邻菲罗啉)合钙的热稳定性较高,是一种多晶粉末发光材料,禁带宽度2.93eV,在紫外光的激发下,固态荧光发射峰在449.7nm处,在乙醇溶液体系中的荧光发射峰在491nm处,均为蓝色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,其荧光发射主要来源于长波吸收带,最大波长吸收带对荧光发射贡献最大。     

三维网状配位聚合物[Zn（HBIDC）·H2O]n的合成、晶体结构及光谱性质研究

以苯并咪唑-5,6-二羧酸(H3BIDC)为配体,通过水热条件下的自组装技术制备出一个三维网状结构的锌配位聚合物[Zn(HBIDC).H2O]n(1)。用X射线单晶衍射、元素分析和IR表征了1的结构,用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线研究了1在DMSO溶液中和固态时的光学性能。1在室温DMSO溶液中,最大发射峰是在481nm,呈现蓝色荧光;而在固体状态下,在493nm处有一强蓝光发射峰,这均是基于苯并咪唑-5,6-二羧酸中心的单重激发态到单重基态(π*→π)的跃迁发射。实验表明1具有较高的荧光量子产率并可作为潜在的蓝色发光材料。     

蒽芘混合溶液二维荧光相关谱解析

采用二维荧光相关光谱技术有效地对严重重叠的蒽、芘混合溶液的荧光峰进行解析。为了实现上述研究目标,设计并配置了9个蒽、芘混合溶液。采集了蒽、芘单组份以及两种物质混合溶液的常规一维荧光谱,研究了其荧光特性,并进行对比、分析。在此基础上,以混合溶液中蒽和芘的浓度为外扰,构建二维荧光相关同步谱和异步谱。结果表明:在同步谱上出现6个较强的自相关峰,位置分别在373nm、379nm、391nm、401nm、413nm和425nm处;依据未被覆盖的蒽在425nm的处荧光与各波长处荧光交叉峰的正负,指出379nm、401nm和452nm处的荧光峰来自蒽,而373nm、391nm和413nm处的荧光峰来自芘。同时,又根据相关异步谱交叉峰的有无,进一步确认和验证了混合溶液中各荧光峰的来源。该方法为解析农业环境中多种污染物的光谱特征提供理论和实验基础。     

螺芴氧杂蒽LB膜的制备及光谱特性研究

为了研究聚芴材料DSFX-SFX分子在气液两相表面的行为,分子处于溶液、LB膜及粉末状态的光学特性,以及分子有序排列对其发光特性的影响,制备了聚芴材料DSFX-SFX的X型LB膜,研究了π-A等温曲线,测量了其紫外-可见吸收谱和稳态荧光光谱。结果表明,分子以face-on形式平躺在亚相表面,单分子面积为4.78 nm2。在氯仿溶液中吸收峰位在354 nm,归属于分子中三聚氧杂蒽部分与芴环间π-π*电子跃迁;荧光发射峰位在396,419,445 nm(肩峰),归属于发色团三聚氧杂蒽,是芴环与氧杂蒽环之间的电荷转移。在LB膜中,吸收谱和荧光光谱与其溶液光谱相比,整体红移6 nm。结果表明:在LB膜中,两个分子形成激基缔合物,与单分子状态相比,激基缔合物的HOMO升高而LUMO降低。与粉末状态相比,该材料在LB膜中有很强的荧光发射,表明该材料形成有序排列超薄膜有利于荧光发射。     

2, 6-双(2-苯并咪唑)吡啶-乙酸锌的合成和光谱性能

合成了一种新型的蓝光发射材料2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶-乙酸锌,并利用元素分析、红外光谱、UV-Vis吸收谱、荧光激发光谱和荧光发射光谱研究了其结构、光学特性、能级结构和发光机理。结果表明,2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶-乙酸锌是一种三齿配体的发光材料。在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液体系中测定了材料的紫外吸收光谱,2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶的吸收峰波长主要为330,344nm;2,6-双(2-苯并咪唑)吡啶-乙酸锌的吸收峰波长主要为346,366nm。禁带宽度为3.01eV,在紫外光激发下,在DMF溶液体系中的荧光发射峰在458nm处,固态荧光发射峰在475nm,均为蓝色荧光,色纯度高,荧光量子效率高,其荧光发射主要来源于长波吸收带,最大波长吸收带对荧光发射贡献最大。有望通过合理的设计运用到有机电致发光器件中去。     

基于二维相关荧光谱土壤中PAHs检测方法研究

传统荧光光谱技术已被用于土壤中多环芳烃(PAHs)的检测,但由于土壤体系的复杂性、PAHs污染物的多样化和微量化,传统的荧光光谱技术无法有效提取土壤中PAHs的特征信息。为了解决上述问题,提出并建立一种基于二维相关荧光谱土壤中多环芳烃的检测方法。以土壤中典型的多环芳烃蒽和菲为研究对象,配置38个蒽菲混合标准土壤样品(蒽和菲的浓度范围均为0.000 5～0.01 g·g-1),在激发波长265～340 nm,发射波长350～500 nm范围内采集了所有样品的三维荧光谱。以激发波长为外扰,对外扰变化的动态一维荧光谱进行相关计算,得到每一样品的同步二维相关荧光谱。研究了浓度均为0.005 g·g-1蒽菲混合土壤样品的三维荧光谱和同步二维相关荧光谱特性,在同步谱主对角线398,419,444和484 nm处存在自相关峰,其中,398和484 nm荧光峰来自土壤中的菲,419和444 nm荧光峰来自土壤中的蒽;在主对角线外侧,蒽和菲两组荧光峰之间存在负的交叉峰,进一步验证了其来源不同;同时,在(408,434) nm和(434,467) nm处出现交叉峰,其中408和434 nm荧光峰来自土壤中的菲,467 nm荧光峰来自土壤中的蒽。指出与三维荧光谱表征的信息相比,二维相关荧光谱不仅能提取更多的特征信息(408和467 nm的特征峰在三维荧光谱中未被表征),而且还能提供荧光峰之间的相互关系,对其来源进行有效解析。在上述研究二维相关荧光谱特性的基础上,基于同步相关谱矩阵(38×151×151)建立了定量分析土壤中蒽和菲污染物浓度的多维偏最小二乘(N-PLS)模型,对蒽的校正和预测相关系数分别为0.986和0.985,校正均方根误差(RMSEC)和预测均方根误差(RMSEP)分别为4.33×10-4和5.55×10-4 g·g-1;对菲的校正和预测相关系数分别为0.981和0.984,RMSEC和RMSEP分别为5.20×10-4和4.80×10-4 g·g-1。为了比较,基于三维荧光光谱矩阵(38×16×151)建立了定量了分析土壤中蒽和菲的N-PLS模型,对蒽的校正和预测相关系数分别为0.981和0.972,RMSEC和RMSEP分别为5.09×10-4和6.74×10-4 g·g-1;对菲的校正和预测相关系数分别为0.957和0.956,RMSEC和RMSEP分别为7.36×10-4和7.77×10-4 g·g-1。指出,对于土壤中的蒽和菲检测,基于二维相关荧光谱的N-PLS模型的相关系数r,RMSEC和RMSEP都要优于基于三维荧光谱的N-PLS模型。研究结果表明：所提出和建立的方法-二维相关荧光谱直接检测土壤中PAHs污染物不仅可行,而且能提供更好的分析结果。该研究为激光诱导荧光结合相关谱技术现场直接检测土壤中多环芳烃污染物提供了理论和实验基础,具有较好的应用前景。     

CaAl_2Si_2O_8∶Eu,Ce,Tb单基三元掺杂荧光材料的制备及其光谱学特征研究

采用高温固相法制备了CaAl_2Si_2O_8∶Eu,Ce,Tb单基三元掺杂的荧光材料。使用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)和荧光分光光度计(PL)等测试手段对该荧光材料进行表征。采用XRD表征了样品的物相组成,测试结果表明稀土离子Eu~(2+)置换Ca~(2+)并没有引起CaAl_2Si_2O_8基质晶格结构的变化。拉曼光谱分析证实了样品中硅氧四面体和铝氧四面体的存在,表明了Eu~(2+)替代Ca~(2+)的数量与晶体形态畸变程度有关,Eu~(2+)进入基质晶格的数量影响着硅(铝)氧四面体的数量。PL测试结果表明样品在325nm光激发下,其发射峰主要表现为426nm(蓝光区)的强宽带发射峰和541nm(绿光区)的弱发射峰,其中426nm处的宽带发射峰可通过高斯拟合成三个位于393,419和474nm的拟合峰;对比分析荧光性能以及同等合成条件下样品荧光强度的不同,确定了该荧光材料在三掺Eu∶Ce∶Tb的摩尔比为1∶1∶1.5时所发射荧光最强。CIE色度图坐标显示三种掺杂比例下制备的荧光材料均发射蓝色荧光,光显色性好,色温低,是一种适合作为紫外-近紫外激发的LED用蓝色荧光材料。     

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。     

同分异构体菲与蒽三维荧光特征的比较

近年来三维荧光光谱法越来越多地用于研究环境领域污染物的迁移转化,但荧光光谱特征与物质分子结构的关系不清晰始终制约着应用。研究了典型的芳香族污染物同分异构体菲和蒽的荧光光谱特点。结果表明,菲和蒽有共同荧光峰λ_ex/λ_em=225/340 nm,且菲275/360 nm的荧光峰与蒽285/360 nm峰位置也接近,然而两者荧光光谱仍存在明显差异。菲有3个清晰的荧光峰,在275/340 nm附近还有一峰,225/340 nm处的荧光最强。蒽的荧光光谱较复杂,250/380,250/400和250/425 nm附近荧光峰的强度较强。浓度为0.058 1 mg·L-1时,共同荧光峰225/340 nm处蒽的荧光强度大约为菲的1.63倍。利用密度泛函理论的计算结果表明,蒽和菲的前线分子轨道能级差ΔE分别为3.621和4.779 eV。由于ΔE小和电子云的对称性好,蒽可在波长更长的激发光下发光且荧光强度更强。密度泛函理论可以用来判断有机物的发光能力。     

基于单苯环荧光团的荧光变色墨水

以丁二酸二丁酯为原料,经过缩合、氨化、芳构化合成了单苯环荧光化合物2,5-二氨基-1,4-苯二甲酸丁酯2a。溶液中化合物2a的最大荧光发射峰变化范围为60 nm,即从正己烷中的514 nm到乙二醇中的574 nm。化合物2a在固态下经紫外光照射可发出黄色荧光,其最大发射波长为558 nm,荧光量子产率(Ф)为0.28。采用氯甲酸-2,2,2-三氯乙酯(TrocCl)将化合物2a的氨基酰化可得到单酰胺化产物化合物2b,固态下可发出绿色荧光,其最大荧光发射峰位于493 nm,Ф为0.13;进一步酰化可得到双酰胺化产物化合物2c,固态下可发出蓝色荧光,其最大荧光发射波长467 nm,Ф为0.79。这一过程可以在本色纸上原位完成,进而实现荧光三色转变。即将化合物2a溶液书写于纸张上可获得黄色荧光字样,在其上涂写不同浓度的TrocCl溶液可将纸张上的化合物2a转化为化合物2b和2c,从而使字体的发光颜色变为绿色和蓝色。     

树形分子包覆的ZnS量子点对潜指纹的荧光标记成像研究

在Zn2+离子与聚酰胺-胺(PAMAM)树形分子配位的基础上,制备了稳定的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点(quantum dots,QDs),并用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱进行了表征。结果表明,Zn2+离子能与PAMAM树形分子发生配位络合作用,且饱和配位时间为6h;在波长365nm紫外光的激发下,PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点发射出明亮的蓝色荧光,荧光发射峰约位于450nm。最后,将得到的PAMAM树形分子包覆的ZnS量子点纳米复合材料应用于锡纸上潜指纹的荧光标记成像研究,发现指纹可以被清晰识别,呈现明亮的蓝色荧光指纹。     

多环芳烃时间分辨荧光光谱特性研究

利用时间分辨荧光光谱技术,研究了菲、荧蒽、芴、蒽、芘等五种多环芳烃的荧光时间分辨发射光谱特性。以289 nm受激拉曼光作为激发光源,研究了289 nm激发光作用下五种多环芳烃的延时特性和门宽特性。并以多环芳烃随延时时间的荧光峰强度衰减关系曲线,得到菲、荧蒽、芴、芘的荧光寿命分别为37.0, 32.7, 10.9, 147.0 ns。不同荧光物质具有特定的荧光光谱特性,多环芳烃时间分辨荧光光谱特性的研究可以为复杂水体中不同种类多环芳烃的诊断提供依据。     

静水压力对蒽和多环芳烃二元混合物三维荧光光谱的影响

利用荧光分光光度计对处于常温、压力范围为0.1~60 MPa、浓度为10~(-6)mol·L~(-1)的蒽的三维荧光光谱及浓度比为1∶1的蒽-芴、蒽-萘、蒽-菲、蒽-苊、蒽-荧蒽的三维荧光光谱进行了测定,并通过分析不同压力下蒽的荧光峰位置和峰强度的变化来探讨压力对荧光光谱的影响。结果显示,随着压力升高,蒽的荧光峰并未发生漂移,但是荧光强度发生了显著变化。峰位置为250/382 nm的荧光峰在60 MPa时荧光强度达到最大值,相较于常压下,荧光强度增加了13.6%。其他多环芳烃的加入会改变蒽的高压荧光特性,当蒽中加入了萘,峰位置为250/382 nm的荧光峰强度在10 MPa时达到最大值,相较于常压下,荧光强度增加了9.35%。     

噻吩基联苯乙烯蓝色发光材料的合成与发光性能

设计并合成了新型含噻吩基团的联苯乙烯类蓝色有机电致发光材料4,4′-双(2-苯基-2-(2-噻吩)乙烯基)-1,1′-联苯(TPVBi),通过红外、核磁共振、元素分析对其结构进行了表征。利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱和循环伏安法等研究了其HOMO、LUMO能级及发光性能。TPVBi溶液的荧光发射峰值波长为451nm,薄膜的荧光光谱最大发射波长为464nm。循环伏安测得其氧化峰电位为1.227V。TPVBi的HOMO能级为-5.55eV,LUMO能级为-2.67eV。以TPVBi作为发光层制作了结构为ITO/CuPc(10nm)/NPB(30nm)/TPVBi(35nm)/TPBi(35nm)/Al(100nm)的有机发光二极管器件,并研究了该器件的电致发光性能。该器件在电压为19.5V时,达到最大亮度1782.3cd/m2,在电流密度为15.69mA/cm2时,最大电流效率为1.73cd/A;器件的发光CIE色坐标为x=0.25,y=0.40。