基于吡咯并吡咯二酮核心的苝二酰亚胺类受体分子的合成及光伏性能

苝二酰亚胺类小分子由于其固有的强分子聚集特性,导致活性层形貌难于调控,器件效率相对于近年来报道的受体-给体-受体型稠环小分子受体一直处于劣势.针对这一关键问题,我们设计并合成了三个以吡咯并吡咯二酮为中心核的双臂型和四臂型苝二酰亚胺类小分子受体.其中,c-PDI2和nc-PDI2两个双臂型分子分别将两个苝二酰亚胺臂置于吡咯并吡咯二酮核心骨架的碳取代位和氮取代位;四臂型PDI4是将四个苝二酰亚胺臂置于吡咯并吡咯二酮核心骨架的四个取代位.通过对三个受体小分子的光谱吸收、能级水平、薄膜形貌以及光伏性能的详细研究,发现三个受体小分子都拥有扭曲的分子结构并由此带来无定形薄膜形貌,表明其分子聚集趋势得到了有效的抑制.相对于双臂型受体分子,四臂型PDI4具有更强的光吸收能力和电子传输性能,从而获得了8.45%的最高光电转换效率,是c-PDI2器件效率的2倍和nc-PDI2器件效率的1.5倍.     

以2,3-二苯基吡嗪或2,3-二苯基喹喔啉为配体的单核和双核金属铂配合物的晶体结构与光物理性质

以2,3-二苯基吡嗪(H_2dpp)、5-甲基-2,3-二苯基吡嗪(H2mdpp)和2,3-二苯基喹喔啉(H_2dpq)为配体,乙酰丙酮(Hacac)为辅助配体,合成了一类单核和双核金属铂配合物[Pt(Hdpp)(acac)](1)、[Pt2(dpp)(acac)2](2)、[Pt(Hmdpp)(acac)](3)和[Pt(Hdpq)(acac)](4),并且得到了配合物2、3和4的晶体结构数据。通过对单核配合物1的类似物配合物3和双核配合物2的配位平面、分子扭曲程度等的晶体结构分析,我们合理地推断以2,3-二苯基吡嗪为配体的双核配合物2具有比相应的单核配合物1更加扭曲的分子平面。通过对配合物1和2的紫外-可见吸收光谱和激发光谱的比较,发现由于双核配合物2在激发态的构型变化造成了激发光谱中最低能带比相应的最低能量吸收带光谱红移了18 nm。因此,尽管双核配合物2具有与单核配合物1类似的紫外-可见吸收光谱,最低能吸收带仅比单核配合物1红移5 nm,但是双核配合物2的最大发射峰值λmax为609 nm,比单核配合物1(λmax=546 nm)红移了63 nm。双核配合物2的发射光谱红移现象与配合物的分子构型直接相关。分子扭曲程度更大的双核配合物2在激发态可能发生了一个向平面性更好的构型转变过程,从而进一步降低了激发态能量,造成了发射光谱的红移。     

掺杂meso-四(对葵酰氧基苯基)卟啉铂的饱和红色聚合物发光器件

在聚2,7-(9,9-二辛基)芴(PFO)和30%的2-(对联苯基)-5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(PBD)主体材料中掺杂短磷光寿命的meso-四(对正葵酰氧基苯基)卟啉铂（TDPPPt）,制成聚合物基发光器件。 器件结构为：ITO/PEDOT∶PSS/PVK/PFO+30%PBD∶TDPPPt/Ca/Al（ITO:氧化铟锡;PEDOT:聚3,4-乙撑二氧噻吩;PSS：聚苯乙烯磺酸盐;PVK：聚乙烯基咔唑）。 当客体掺杂浓度≥3%时,器件给出饱和的红色发射。 当驱动电压从7 V升高至14 V时,器件发光色度保持不变,CIE(国际发光照明委员会)色坐标稳定在(0.66,0.28）左右。 器件的最大亮度和电流效率分别为1.390 cd/m2和1.34 cd/A。 在电流密度100×10-3和150×10-3 A/cm2时,电流效率分别为1.18和0.99 cd/A,器件在高电流密度下具有良好的稳定性。     

微波法快速合成环金属铂配合物磷光发光材料

采用微波合成法合成了一系列新的含不同β-二酮的环金属铂配合物.在微波反应条件下,反应时间从32h减少到30min左右.同时,对环金属铂配合物的吸收和发射光谱、热稳定性,磷光寿命的影响进行了讨论.     

具有手性侧链的卟啉液晶化合物的合成和发光性能研究

通过在卟啉环上引入手性侧链的方法合成了两类(4个)卟啉液晶化合物,并用元素分析,UV-vis, FT-IR, ¹H NMR, MS, DSC,圆二色谱(CD)和偏光显微镜对化合物的结构进行了表征.研究结果表明,这些化合物具有液晶性质,固体荧光和电致发光性质,其中两个卟啉配体有较强的CD吸收性能.     

有机偏振发光材料及其成膜技术研究进展

本文对近年来有机偏振发光及其发光材料和成膜技术的发展进行了综述。重点从材料化学结构与偏振发光的关系出发,系统地讨论了几类发光材料的性质、定向排列成膜的方法及其有机偏振发光器件的制作和应用。     

Meso-四(对-酰氧基苯基)卟啉铂配合物的合成和性能

合成了meso-四(对-酰氧基苯基)卟啉铂配合物。采用UV-Vis、1HNMR、MS、光致发光光谱、DSC、热台偏光显微镜等分析测试技术对化合物的结构和性能进行了表征。结果表明,配合物在660nm附近有较强的三线态发射,磷光量子效率在0.183～0.211之间,三线态寿命为8.86～13.52μs。表明在卟啉铂meso位上连接长链酰氧基后,能够降低三线态寿命,减少配合物分子间的相互作用。同时长链酰氧基的引入赋予配合物液晶性质。这类卟啉铂配合物有望用作有机电致发光器件和线偏振发光器件的磷光材料。     

以2,3-二苯基吡嗪或2,3-二苯基喹喔啉为配体的单核和双核金属铂配合物的晶体结构与光物理性质

以2,3-二苯基吡嗪（H₂dpp）、5-甲基-2,3-二苯基吡嗪（H₂mdpp）和2,3-二苯基喹喔啉（H₂dpq）为配体,乙酰丙酮（Hacac）为辅助配体,合成了一类单核和双核金属铂配合物[Pt（Hdpp）（acac）]（1）、[Pt₂（dpp）（acac）₂]（2）、[Pt（Hmdpp）（acac）]（3）和[Pt（Hdpq）（acac）]（4）,并且得到了配合物2、3和4的晶体结构数据。通过对单核配合物1的类似物配合物3和双核配合物2的配位平面、分子扭曲程度等的晶体结构分析,我们合理地推断以2,3-二苯基吡嗪为配体的双核配合物2具有比相应的单核配合物1更加扭曲的分子平面。通过对配合物1和2的紫外-可见吸收光谱和激发光谱的比较,发现由于双核配合物2在激发态的构型变化造成了激发光谱中最低能带比相应的最低能量吸收带光谱红移了18 nm。因此,尽管双核配合物2具有与单核配合物1类似的紫外-可见吸收光谱,最低能吸收带仅比单核配合物1红移5 nm,但是双核配合物2的最大发射峰值λ_max为609 nm,比单核配合物1（λ_max=546 nm）红移了63 nm。双核配合物2的发射光谱红移现象与配合物的分子构型直接相关。分子扭曲程度更大的双核配合物2在激发态可能发生了一个向平面性更好的构型转变过程,从而进一步降低了激发态能量,造成了发射光谱的红移。     

含两个酰胺基团的卟啉二聚体分子间氢键引起的发光光谱红移

通过5-(4-甲酸基苯基)-10,15,20-三(4-十二烷氧基苯基)卟啉(HAc TPP)与乙二胺,丙二胺和丁二胺反应,制备了一类含2个酰胺基团的卟啉二聚体C2(Am TPP)2、C3(Am TPP)2和C4(Am TPP)2以及相应的配合物Pt2C2(Am TPP)2、Pt2C3(Am TPP)2和Pt2C4(Am TPP)2。采用1H NMR、13C NMR、质谱、元素分析、循环伏安、紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱等对二聚体的化学结构、热稳定性、电化学和光物理性质进行了表征。实验发现,二聚体和相应的铂配合物的光致发光(PL)光谱性质与溶液的浓度有关,在10-7mol·L-1THF稀溶液中,二聚体与单羧基卟啉的PL光谱基本一致。当浓度增加到10-3 mol·L-1 THF溶液时,二聚体的光致发光光谱最大值从657 nm红移到675 nm,比单羧基卟啉红移了18 nm。当与金属铂配位后,这种发射光谱随浓度增加而变化的特性更加明显。二聚体配合物在10-7 mol·L-1 THF稀溶液中PL光谱就产生了红移现象,最大发射峰λmax为673 nm,比单羧基卟啉红移16 nm。在高浓度10-4 mol·L-1 THF溶液和升华薄膜中的PL最大发射峰进一步红移到727 nm的近红外区。进一步,为了证实二聚体配合物分子间的π-π和Pt-Pt相互作用,我们以配合物Pt2C3(Am TPP)2为例,对二聚体配合物固体在常温和低温77K的PL光谱进行了测试,发现固体配合物表现出与温度相关的PL性质。当温度降到77 K时,配合物的最大发射峰从658 nm红移到674 nm,红移了16 nm。实验表明,卟啉二聚体和相应的配合物的红移现象与二聚体的分子结构直接相关,卟啉二聚体中的两个酰胺基团能够产生较强的分子间氢键,导致二聚体分子之间产生一定程度的π-π和Pt-Pt相互作用,使得二聚体PL光谱产生红移。