系列2-苯基喹啉类铱配合物的合成及电化学发光性能研究

以4-甲氧羰基-2-苯基喹啉为环金属配体,N^N辅助配体为解离配体合成了一系列离子型环金属铱配合物.配合物的结构通过质谱、核磁进行了表征.配合物1还测试了其单晶结构.对配合物的紫外、磷光性质进行了表征,溶液状态下为红光发射,波长在610～620 nm之间,磷光寿命在133～496 ns之间,量子效率在0.7%～16.6%之间.铱配合物的电化学发光与23Ru(bpy)+有所不同,发光电位比23Ru(bpy)+要高,且大部分铱配合物在正负电位都能发光,最大发光强度是23Ru(bpy)+的三倍.     

基于荧光共轭聚合物的金属离子检测

以聚乙炔、聚芴、聚噻吩、聚苯撑为代表的荧光共轭聚合物,由于具有独特的光学性能、自组装性能和结构与性能的可调控性,可作为优异的光学传感材料。利用其具有较高摩尔消光系数和荧光量子产率的特点,可设计具有较高灵敏度和选择性的传感器,这已成为生物传感领域的研究热点。以荧光共轭聚合物为基础的金属离子检测,最初是以非水溶性的共轭聚合物为主,通过金属离子与聚合物链上特定基团(如吡啶、冠醚)的结合引起的聚合物荧光性质的变化可实现对某些离子的检测。在共轭聚合物主链上引入亲水性侧链,可大大增强共轭聚合物的水溶性,为金属离子的生物传感检测提供了新的思路,例如可引入能与金属离子结合的生物分子(如DNA、糖基等)来设计传感策略,进一步提高检测的特异性和灵敏度。本文综述了近年来以非水溶性和水溶性荧光共轭聚合物为传感材料,对具有重要生物学意义的重金属离子(Hg²⁺、Pb²⁺)、过渡金属离子(Cu²⁺、Eu³⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Ru³⁺、Ag⁺)和碱金属离子(K⁺、Na⁺、Li⁺)进行高灵敏度检测方面的研究进展,并对该领域的发展前景进行了展望。     

非共价键自组装制备聚对苯撑乙炔/聚丙烯酸水溶性荧光纳米粒子及其光物理行为研究

通过功能化聚对苯撑乙炔(含羟基与氨基)和聚丙烯酸之间的非共价键自组装制备了一系列含共轭聚合物的水溶性荧光纳米粒子, 并进行了相关结构和光学性质表征. 研究表明, 纳米粒子的大小和聚丙烯酸/聚对苯撑乙炔质量比直接相关. 光物理性质研究表明, 形成水溶性纳米粒子后, 疏水的聚苯撑乙炔链在纳米粒子中易于形成π-链间聚集, 其光物理性质与其在薄膜态时相似.     

不同孔分布的丙烯酸酯吸附树脂对表面活性剂的吸附

通过调节致孔剂的种类和数量合成了一系列具有不同孔分布的丙烯酸酯树脂. 为了研究该树脂对表面活性剂的吸附行为与吸附机理, 分别采用(6-)十二烷基苯磺酸钠、(1-)十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠为吸附质进行吸附研究. 数据表明孔径对吸附过程有重要影响, 而树脂的比表面积只是在合适的孔径时才对吸附行为起主要作用. 与商业树脂XAD-7和HP2MG相比, 自合成树脂50^#和38^#对吸附质有非常好的吸附效果. 吸附平衡等温线都能够被Langmuir和双Langmuir方程很好地拟合. 研究表明, 丙烯酸酯树脂和表面活性剂之间的静电引力和氢键是主要作用力, 它们对吸附过程有明显的影响.     

一种基于风车格结构的有效降低内重组能的咔唑类格子化分子

基于密度泛函理论(DFT)设计了一种新型的由4个咔唑组成的类芴风车格(GZP)的有机半导体材料, 研究了其结构特点及热力学和电子性质. 结果表明, GZP分为船式和椅式2种构象, 且船式构象GZP1(0 kJ/mol)比椅式构象GZP2(122.88 kJ/mol)稳定; GZP1构象的内孔径为0.298 nm, 外孔径为1.079 nm; GZP1的内重组能非常低, 空穴和电子重组能分别为0.089和0.106 eV, 可作为潜在的电荷传输材料.     

圆偏振发光性质的热活化延迟荧光材料及电致发光器件

具有圆偏振发光性质的热活化延迟荧光(circularly polarized thermally activated delayed fluorescence,CP-TADF)材料,因其在数据存储、生物成像以及3D显示等领域的应用前景,受到学者们的广泛关注。基于此类材料所制备的圆偏振热活化延迟荧光器件展现出优异的器件性能。本文从圆偏振热活化延迟荧光材料的发光机理及分子设计策略出发,依据CP-TADF材料构筑方法的不同,概括了其结构设计策略,系统地综述了各种类型CP-TADF材料的分子结构和光电性能的关系及其在电致发光器件领域的应用,最后探讨了目前CP-TADF材料存在的问题,并展望了其未来发展前景及挑战。     

钙钛矿光伏电池的非辐射复合损耗及调控策略

基于金属卤化物的钙钛矿光伏电池(PSCs)具有较大的光吸收系数、长的载流子扩散距离以及较低的制备成本等优势,在过去十几年来得到了研究者的广泛关注,目前最高光电转换效率(PCE)已经达到25.5%。然而,由于载流子运输过程中存在各类非辐射复合损耗,器件的PCE仍然低于肖克利-奎伊瑟理论极限。本文围绕PSCs的结构与工作原理,着重综述了器件工作过程中常见的非辐射复合方式,具体包括缺陷辅助复合、界面诱导复合、俄歇复合和带尾复合等,这些复合方式作为影响器件效率与工作稳定性的重要因素,受到研究者的广泛关注。结合最新的研究进展,从减小钙钛矿晶体缺陷、钝化晶界缺陷、钝化表面缺陷、优化能级结构等四个方面总结概括了降低非辐射复合的常用措施和策略。最后,对PSCs的非辐射复合调控前景进行了展望。     

芳基硅磷光主体材料在有机电致发光器件中的应用

有机电致发光器件(organic light emitting diodes, OLEDs)在固态照明和平板显示等领域显现出巨大的商业应用前景,近年来受到人们的广泛关注。由于芳基硅基团的易修饰性和多功能性,可以通过连接结构不同的功能单元构建性能优异的主体材料,以此来实现高效的有机电致发光器件,因此近年来芳基硅基团在合成高性能电致发光主体材料方面获得了广泛的研究和关注。本文从材料的设计分类出发,综述了芳基硅主体材料的研究现状,对其分子结构特征、热力学性质、光物理性能、电化学性质及电致发光器件性能等做了详细的归纳总结,讨论了芳基硅主体材料在有机电致发光器件方面存在的不足,并展望了其应用前景和发展方向。     

环糊精包结络合作用诱导的水溶性聚芴纳米粒子的制备

首先合成了单取代的β环糊精ATRP引发剂(β-CD-Br),利用核磁、质谱等对其进行了表征,并通过ATRP聚合制备了端基为β-环糊精的水溶性聚合物聚甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(β-CD-PDMAEMA).聚合物β-CD-PDMAEMA可以通过环糊精与金刚烷之间的主客体包结络合作用与端基为金刚烷的聚芴(PFADA)形成水溶性的聚芴纳米粒子.重点探讨了β-CD-PDMAEMA与PF-ADA的质量比和不同的组装方法对纳米粒子尺寸及分布的影响,研究表明质量比为4∶1时通过向2种聚合物的THF混合溶液中缓慢加水的方法可得到流体力学半径(R_h)为80 nm、PDI为0.11的纳米粒子.最后利用透射电子显微镜和原子力显微镜对纳米粒子的形貌进行了表征,进一步依照纳米粒子的R_h随温度升高的实验可以证实纳米粒子具有明显的核壳结构,其中刚性的聚芴为核半径约为50 nm,水溶性的PDMAEMA聚合物为壳.     

电致荧光变色材料的主要分类及变色机理

电致荧光变色是指在外加电压作用下材料的发光颜色发生变化的现象,具体表现为荧光的开/关或颜色变换的切换过程。近几年因其在离子传感器、信息显示、生物分析以及光学成像和信息存储等领域的潜在应用,受到科研工作者的广泛关注。电致荧光变色材料可以将电化学信号转变为直接可见的视觉信号,所以也被认为是最有应用前景的智能材料之一。本文阐述了近年来电致荧光变色材料的主要研究进展,专注于介绍电致荧光变色材料的分类(包括双官能团分子、荧光团和聚合物)及其变色机理,并着重讨论了它们的结构特点以及特定的应用。同时提出这类材料具有高的发光对比度、快的响应速度、长期稳定性、多色变化的优点以及在有机光电领域的应用前景,最后概述了这一研究领域的未来发展方向。