一类近红外电致发光芴基共聚物的合成和性能研究

基于9,9-二辛基芴与窄带隙单体5,7-二(2-噻吩基)噻[3,4-b]并[1,4]二嗪(DTP),通过Suzuki偶合反应,合成了一系列无规窄带隙的芴基共聚物(PFO-DTP),并对它们的紫外-可见吸收光谱、光致发光和电致发光性能进行了初步研究.共聚物在380 nm和632 nm处有两个明显的吸收峰,其中632 nm处的吸收随着共聚物中窄带隙单体(DTP)含量的增加而加强,最大电致发光峰随着共聚物中窄带隙单体(DTP)含量的增加,从752nm红移到了781 nm.同时与其同分异构体4,7-二(2-噻吩基)苯并噻二唑(DBT)与芴的共聚物PFO-DBT相比,该类聚合物的吸收红移,与近地太阳光谱更为匹配.     

螺二芴基可溶性共聚物的合成及发光性能

以9,9'-螺二芴和不同链长的二烷氧基苯为单体, 以FeCl3为催化剂, 采用化学氧化法合成了一系列聚合物发光材料. 溶解度测试表明, 共聚物在二氯甲烷、四氢呋喃(THF)、氯仿等极性溶剂中具有良好的溶解性. 利用核磁共振氢谱(1H NMR)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、紫外-可见(UV-Vis)光谱和荧光(PL)光谱研究了共聚物的化学结构和发光性能, 结果表明共聚物在二甲基亚砜(DMSO)中均发射蓝色荧光, 最大吸收和荧光发射峰分别为356和413 nm. 以硫酸奎宁溶液作为参比, 测得共聚物的荧光量子效率为0.69至0.77. 通过循环伏安法(CV)测得所合成的三种共聚物的最高占有分子轨道(HOMO)能级均位于-5.85至-5.69 eV之间.     

新型咔唑取代齐聚芴的合成及其性能

碘代芴中间体在碱性条件下与咔唑发生偶联反应,合成了两种新型的有机小分子发光材料2-咔唑-9,9-二丁基芴(CZF)与2,7-二咔唑-9,9-二丁基芴(DCZF),其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和MS表征。采用FL, UV-Vis和TGA研究了CZF和DCZF的性能。结果表明：CZF和DCZF溶液与固体的荧光发射峰分别位于360 nm, 368 nm和370 nm, 389 nm, DCZF在390 nm和410 nm处存在两个较宽肩峰。CZF和DCZF的热稳定性较好,热分解温度分别为350 ℃和420 ℃。     

9,9-二辛基芴的电化学聚合

在三氟化硼乙醚(BFEE)中, 9,9-二辛基芴可以直接阳极氧化制备高质量聚(9,9-二辛基芴)膜, 其电导率为1×10^－2 S/cm. 9,9-二辛基芴在BFEE中的起始氧化电位为1.25 V vs. SCE, 低于单体在0.1 mol/L Bu₄NBF₄的乙腈溶液体系中的起始氧化电位(1.52 V vs. SCE). BFEE中获得的聚(9,9-二辛基芴)膜具有良好的电化学性质. 聚合物部分溶于氯仿、四氢呋喃、二甲基亚砜等极性溶剂. FTIR和¹H NMR表明聚合反应主要发生在2,7位. 荧光光谱表明聚合物是一种良好的蓝色荧光物质.     

主链含有非共轭结构的聚芴类蓝光聚合物的合成与性能研究

通过Suzuki偶合反应合成出了主链中含有非共轭烷氧基组分(-O-CH2-CH2-CH2-CH2-O-)的聚芴类衍生物聚- 2,7-(9,9-二辛基芴)-co-4,4’-丁氧基二苯(PFP)和聚-2,7-(9,9-二辛基芴)-co-4,4’-丁氧基二苯-co-N-苯基-4,4’-二苯胺(PFTP11)并通过相同的条件合成出主链由芴和三苯胺交替相连的聚合物聚-2,7-(9,9-二辛基芴)-co-N-苯基-4,4’-二苯胺(PFTPA)作为参比材料. 通过1H NMR和FT-IR分析对这些聚合物的化学结构进行了表征. 这三种聚合物在常用的有机溶剂中具有很好的溶解性, 可通过溶液加工的方式制备聚合物薄膜. 这些聚合物均具有较高的热分解温度(＞400 ℃), 聚合物PFP具有较高的玻璃化转变温度(～130 ℃)而PFTP11和PFTPA则未出现明显的玻璃化转变过程. 通过对聚合物的吸收特性进行测试得知它们具有较大的光学带宽(2.89～3.29 eV). 所有聚合物在固体薄膜状态下均发射出蓝色荧光, PFP, PFTP11和PFTPA的最大PL发射分别位于425, 437和440 nm. 通过对其电化学性能进行测试可知由于三苯胺基团的引入聚合物的HOMO能级明显提高, 这意味着聚合物的空穴传输能力得到了有效的改善.     

一类窄带隙芴基共聚物的合成及其在发光二极管和太阳电池中的应用

基于9,9-二辛基芴(DOF)与窄带隙单体2,3-二甲基-5,8-二噻吩-喹喔啉(DDQ),通过Suzuki偶合反应,合成了一系列无规和交替窄带隙的芴基共聚物(PFO-DDQ),并对它们的紫外-可见吸收光谱、光致发光光谱、电致发光性能和光伏性能进行了初步研究.共聚物在380 nm和490 nm处有两处明显的吸收峰,其中490nm处的吸收强度随着共聚物中窄带隙单元(DDQ)含量的增加而成比例加强.随着共聚物中窄带隙单元(DDQ)含量的增加,电致发光峰值从580 nm红移到了635 nm.基于该类材料的橙红或饱和红色发光二极管最大外量子效率为1.33%,流明效率为1.54 Cd/A.试验中观察到了窄带隙单元的能量陷阱机制.以窄带隙单元含量为30%的聚合物(PFO-DDQ30)为电子给体、PCBM为电子受体所制备的共混体相异质结太阳电池最大能量转换效率为1.18%,开路电压0.9 V,短路电流密度2.66 mA/cm2.光敏曲线覆盖300 nm~700 nm.     

树枝状芴衍生物的合成及其光物理性质研究

设计合成了2种树枝状分子2-[N,N-二(4-溴苯基)-4-氨基苯基]-7-{N-(4-溴苯基)-N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-4-氨基苯基}-9,9-二己基芴(CAF)和2,7-双[N,N-二(4-二苯胺基苯基)-4-氨基苯基]-9,9-二己基芴(AAF),并通过~1H NMR谱图、元素分析等对其结构进行了表征,用紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光光谱、循环伏安法、热重分析(TGA)、差热分析(DSC)等研究了它们的光物理性质。结果表明,化合物CAF的CH_2Cl_2稀溶液的最大吸收峰位于365 nm,发射峰位于436 nm,属于蓝色荧光;AAF的CH_2Cl_2稀溶液的最大吸收峰位于354 nm,发射峰位于530 nm,属于绿色荧光;CAF和AAF的LUMO能级分别为-2.58和-2.41 eV,HOMO能级分别为-5.51和-5.22 eV,它们的HOMO能级均可与阳极ITO的功函数(-4.5~-5.0 eV)相匹配;化合物CAF和AAF的玻璃化温度分别为268和114℃,分解温度分别为377和397℃,均具有优良的热稳定性。     

含芴衍生物的长链端烯β-二酮的合成及其光学性质

通过Claisen 缩合反应, 在强碱叔丁醇钾的作用下,将芴和长链端烯引入β-二酮化合物中,合成了一种新型的含芴的长链端烯β-二酮--1-(9,9-二己基-2-芴基)-12-十三碳烯-1,3-二酮(1),其结构经1H NMR, IR和元素分析表征;其光学性质经UV和荧光光谱测定.1在氯仿中主要以烯醇式存在;1的二氯甲烷溶液在长波区(260 nm～400 nm)呈现强烈的紫外特征吸收;其荧光光谱最大吸收波长422 nm(激发波长350 nm),属蓝紫光范畴.     

2,7-二乙烯吡啶基-9,9''''-二乙基芴纳米颗粒的粒度测量及荧光光谱的研究

利用二次沉淀法制备出不同粒径(101.6～516.9 nm)的2,7-二乙烯吡啶基-9,9'-二乙基芴有机纳米微粒.通过激光粒度仪测试发现:其平均粒度和多分散指数(PDI)值随着放置时间的增长、有机分子浓度的增大而增加;随放置温度的升高、表面活性剂的加入而减小.利用荧光光谱仪测试2,7-二乙烯吡啶基-9,9'-二乙基芴的氮甲基吡咯烷酮(NMP)溶液和2,7-二乙烯吡啶基-9,9'-二乙基芴纳米微粒体系的荧光激发和发射光谱,发现纳米微粒体系的荧光激发光谱和发射光谱分别在403、530 nm附近出现新的电荷转移(CT)峰.     

2,7-二乙烯吡啶基-9,9′-二乙基芴纳米颗粒的粒度测量及荧光光谱的研究

利用二次沉淀法制备出不同粒径(101.6~516.9nm)的2,7-二乙烯吡啶基-9,9′-二乙基芴有机纳米微粒。通过激光粒度仪测试发现:其平均粒度和多分散指数(PDI)值随着放置时间的增长、有机分子浓度的增大而增加;随放置温度的升高、表面活性剂的加入而减小。利用荧光光谱仪测试2,7-二乙烯吡啶基-9,9′-二乙基芴的氮甲基吡咯烷酮(NMP)溶液和2,7-二乙烯吡啶基-9,9′-二乙基芴纳米微粒体系的荧光激发和发射光谱,发现纳米微粒体系的荧光激发光谱和发射光谱分别在403、530nm附近出现新的电荷转移(CT)峰。     

聚芴基苯并唑类共聚物的合成和光物理性能

通过溶液缩聚法合成了一系列不同组分的无规共聚物--聚对苯撑苯并二噁唑-co-聚(9,9-二辛基芴苯并二噁唑)(PBO-co-PBOF).利用X射线衍射、紫外-可见光吸收光谱、光致荧光光谱研究了不同组分和结构变化对聚合物形态和光物理性能的影响.结果表明:聚合物主链上辛基芴基团的引入使聚合物结构从晶态转变为非晶态.共聚物分...     

含2-N,N-二甲氨基嘧啶环与噻吩环结构的共轭聚合物的合成及其性能

合成了一种新型单体2-N,N-二甲氨基-4,6-二氯嘧啶(ADNP).以二氯-1,3-双(二苯基磷)丙烷基镍(Ⅱ)作催化剂,通过2,5-二溴噻吩格氏试剂与该单体共聚得到了一种新型共轭聚合物,聚[(2-N,N-二甲胺基嘧啶-4,6-二)-2,5-噻吩](PThPm).采用FT-IR、1H-NMR等测试手段对新型单体与共聚物的结构进行了表征,并用UV-Vis、荧光光谱、X射线衍射、循环伏安、热重分析(TGA)等测试方法对单体和共聚物进行了性能分析.结果表明:共聚物在420 nm处出现UV-Vis吸收峰,在528 nm处出现荧光发射峰;共聚物的DMF溶液存在酸致变色现象,加入CF3COOH和CH3SO3H后,溶液由淡绿黄色转变为淡红色,UV-Vis吸收峰发生红移;PThPm共聚物有一定的结晶性和热稳定性;在-1.8～ 1.8 V之间出现电致变色现象,电极周围的溶液颜色从深蓝色变成深红色.     

新型噻吩衍生物与三嗪聚合物的合成及其性能

以四三苯基膦钯(Pd(PPh3)4)作为催化剂,通过Stille偶联反应,2-二异丙基氨基-4,6-二氯均三嗪分别与2,5-二(三丁基锡)噻吩和2,5-二(三丁基锡)-3,4-乙撑二氧噻吩共聚合成了含2-二异丙基氨基均三嗪的两种新型π-共轭聚合物聚(2-异丙基氨基三嗪噻吩)(P1)和聚(2-异丙基氨基三嗪3,4-乙撑二氧噻吩)(P2)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 HNMR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、循环伏安(CV)、X射线粉末衍射(XRD)和凝胶渗透色谱(GPC)等测试手段对共聚物P1、P2进行了表征。结果表明:所得聚合物P1、P2都有一定的结晶性,在氯仿、四氢呋喃、三氟乙酸等常用有机溶剂里有一定的溶解性。P1、P2的紫外-可见最大吸收波长分别出现在354nm和374nm处。在CHCl3溶液中,P1与P2的最大发射峰分别出现在454nm和442nm处;P1和P1薄膜的最大发射峰分别为513nm和493nm。与P2相比,P1在0~-1.8V出现明显的n-掺杂峰。     

侧链含金属铱配合物的电磷光白光聚合物

设计了一系列新型芴-咔唑电磷光共轭聚合物.通过共价键将双(2-(9,9-二乙基-9H-芴-2-基)吡啶-N,C2’)合铱(III)(Ir Fpy)接枝到3,6-二溴咔唑的N-烷基侧链,采用Suzuki缩聚反应合成了铱配合物(Ir Fpy)含量分别为0.25 mol%,0.5 mol%和1 mol%的聚合物PF-Ir Fpy.当引入的配合物Ir Fpy含量为1 mol%时,得到的共轭聚合物发射色坐标为(0.44,0.56)的黄光.随着接枝的铱配合物Ir Fpy在共轭聚合物中含量降低,作为主体的聚(9,9-二辛基芴)蓝光发射不能被完全淬灭,得到共聚物同时发射主体蓝光及客体铱配合物黄光的单分子白光共轭聚合物.共聚物发光器件结构为ITO/PEDOT:PSS(50 nm)/polymer+PBD(30 wt%)(80nm)/Ba(4 nm)/Al(150 nm)[氧化铟锡/苯磺酸掺杂聚乙烯基二氧噻吩/聚合物+(2,4-二苯-5-4-叔丁基苯-1,3,4-噁二唑)(w=30%)/钡/铝],基于共聚物PF-Ir Fpy025的器件流明效率为3.97 cd/A,色坐标为(0.34,0.34),非常接近于标准白光发射的色坐标(0.33,0.33).为了研究采用共聚物PF-Ir Fpy025和PF-Ir Fpy05制备的白光器件的光谱稳定性,测试了外加电压在8~13 V范围内的EL光谱,当外加电压从8 V升高到13 V时,两个EL器件都表现出了良好的EL光谱稳定性.研究结果表明,在共轭聚合物侧链上引入螯合金属铱配合物单元是实现高效、稳定的白光电致磷光器件的有效方法之一.     

含硫甲基的芴-苯结构化合物的合成、结构和性能

通过双Suzuki偶联反应一步合成了2种含硫甲基的芴-苯结构化合物2,7-二(4-硫甲基苯基)-9,9-二己基-芴(a)和2,7-二(2,6-二甲基-4-硫甲基苯基)-9,9-二己基-芴(b).紫外-可见和荧光光谱以及分子轨道理论计算表明,位阻较小的化合物a具有更好的共轭性能,其最大紫外-可见吸收波长达到351nm,比两端苯基含4个邻位取代基的化合物b红移了38nm;化合物a的最大荧光发射波长达到410nm,为典型的蓝光化合物,比化合物b红移了43nm.化合物a和b都具有较高的荧光量子产率,分别为59%和65%,在光电材料方面具有潜在的应用前景.     

咔唑或二苯胺封端的芴衍生物的合成及其光物理性能

通过Ullmann偶联、Suzuki偶联等反应合成了三种咔唑或二苯胺封端的芴类有机小分子CPhF、CPh_2F和DAF,并通过核磁共振谱~1H NMR和~(13)C NMR对其进行了表征。化合物CPhF和CPh_2F的CH_2Cl_2稀溶液的最大吸收峰位于345nm,发射峰分别位于393和405nm,属于蓝紫色荧光;化合物DAF的CH_2Cl_2稀溶液的最大吸收峰位于364nm,发射峰位于428nm,属于蓝色荧光;化合物CPhF和CPh_2F的玻璃化温度分别为97和111℃,分解温度分别为368和416℃,均具有良好的热稳定性。     

新型DPP基窄带隙聚合物的合成及其性能

分别采用Heck耦合法和水热法制备了3,7-二(4-双乙烯基苯基)苯并[1,2-b:4,5-b’]二呋喃-2,6-二酮(BDF)/2,5-二辛基-3,6-二(5-溴噻吩)-吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮(DPP)共聚物给体材料(PDBFP)和石墨烯量子点(GQDs)受体材料。通过1 H-NMR、FT-IR表征了PDBFP和GQDs的结构,采用DLS、HR-TEM和AFM表征了GQDs的形貌和尺寸。研究表明:GQDs在307nm处存在紫外吸收峰,而在424nm处拥有最强荧光发射峰。相对于PDBFP在712nm处的发射峰,GQDs的引入使得PDBFP-GQDs光活性层材料的荧光发射峰出现红移,且荧光发射强度有所增加。用电化学测试法测得PDBFP和GQDs的最高占有分子轨道能级(HOMO)、最低未占有分子轨道能级(LUMO)和禁带宽度(Eg)分别为:-5.32、-3.39、1.93eV和-4.11、-3.87、0.24eV。以PDBFP和GQDs制得的ITO/PEDOT∶PSS/PDBFP∶GQDs(8∶1)/Ag器件原型拥有1.04%的光电转换效率。     

蓝光材料2-叔丁基-9,10-二(9,9-二正丙基芴基)蒽的合成与性能表征

本文设计并合成了一种新型蒽衍生物蓝光材料2-叔丁基-9,10-二(9,9-二正丙基芴基)蒽.化合物中引入的柔性烷基链有效抑制了分子间的相互作用,使该化合物不易结晶,同时提高了化合物在有机溶剂中的溶解度.通过量子力学方法计算发现,化合物具有顺反两种稳定构型,分子的平面性差,能减弱分子间相互作用.化合物在二氯甲烷溶液中的最大荧光发射峰在443 nm,在环己烷溶液中测得荧光量子效率为0.78,固态薄膜的最大发射峰波长相对溶液有少量红移(450 nm).热失重和差热分析结果表明,该化合物具有较高的热稳定性,分解温度和玻璃化转变温度分别为365℃和126℃.     

一种基于三苯胺类共轭聚合物荧光信号开启的汞离子检测方法

通过Suzuki反应合成出主链中含9,9-二(4-二苯胺基苯基)-3,6-芴的蓝光共轭聚合物—聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-co-3,6-(9,9-二三苯胺基芴)] (36PFT).36PFT可特异地与I-相互作用,并淬灭36PFT的荧光.当I-的浓度为0.24 mmol/L时,36PFT的荧光淬灭程度可达95％,...     

含烷基侧链聚芴基苯并二噁唑聚合物的合成及性能研究

通过溶液缩聚的方法合成了一种含烷基侧链聚芴基苯并二噁唑聚合物(PBOPFx),讨论了聚合物的光物理性能、热性能和溶解性能.结果表明,在甲基磺酸(MSA)溶液中,PBOPFx紫外吸收显示出最大吸收峰为466 nm左右的蓝光发射,与PBO相比,最大紫外吸收峰和最大荧光发射峰均发生了明显红移,这是由于芴单元的引入,提高了聚合物的共轭程度,加强了对电子的束缚能力.此外,比较了PBOPFx在320 nm处和430 nm处激发得到的荧光发射光谱,预测聚合物中存在两种共轭单元,通过测定氧化还原曲线以及讨论stokes位移,验证了这个假设,但是由于两种共轭单元并没有出现明显的分离现象,同时还伴有电子传输杂化,致使PBOPFx主要显示出共轭长度大的单元的吸收和发射.另外由于芴单元中烷基侧链的存在,聚合物(PBOPFx)的热稳定性远低于聚亚苯基苯并二噁唑聚合物(PBO),起始分解温度在350℃左右,溶解性方面,PBOPFx有了很大的改善,在大多数有机溶剂中能较好溶解.