基于四苯乙烯基的水杨醛缩芳胺希夫碱化合物的合成及性能研究

将四苯乙烯基与取代水杨醛通过碳氮双键连接起来,合成了基于四苯乙烯基的水杨醛缩芳胺希夫碱TPE-SA1、TPE-SA2、TPE-SA3、TPE-SA4、TPE-SA5。利用IR、NMR、MS和元素分析等对其分子结构进行表征,通过紫外-可见光谱、分子荧光光谱、循环伏安分析法和热重测试分别考察了该类化合物的光学、电化学和热稳定性质。实验结果表明:该类化合物在纯THF溶液中,分别在260 nm和370 nm左右处出现B带和R带紫外吸收峰;在四氢呋喃/水的混合溶液中,表现出典型的聚集诱导发光(AIE)性能。目标化合物的热分解温度分别为262,283,295,278,299℃,具有较好的热稳定性。它们的电离势分别为5.31,5.43,5.41,5.30,5.15eV,电子亲合势均大于4.3 eV。     

荧光材料[Cu2（μ-Ⅰ2）（phen）2]·CH3CN的合成、表征及光谱研究

采用溶剂热法合成出一例具有双核结构的铜(Ⅰ)配合物[Cu2(μ-Ⅰ)2(phen)2].CH3CN(1)(phen=1,10-邻菲咯啉)。采用元素分析、IR和单晶X-射线衍射表征其结构,同时分别测试了配合物1在DMSO溶液中和固态时的荧光光谱及荧光寿命。在室温条件下,配合物1的DMSO溶液在369和380nm有最大发射峰,在460nm处有一个肩峰,呈现蓝紫色荧光;在室温固体状态下,配合物1在650～678nm处有一宽谱带的强发射峰,呈现强的红色荧光,这均是基于配体中心激发单重态到基态单重态(π*→π)的跃迁发射。配合物1荧光衰减过程包含双组分,在DMSO溶液中的荧光寿命τ1和τ2分别为1.36和5.98μs,对应的衰减因子分别为50.21%和49.79%;固态时的荧光寿命τ1和τ2分别是1.42和8.85μs,对应的衰减因子分别为51.15%和48.85%。     

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。     

一种苯磺酰基/螺-9,9′-氧杂蒽芴双极性分子的简易合成法:分子结构与光电性质

利用一种简易合成法制备了2′-苯磺酰基-螺-9,9′-氧杂蒽芴(PSSFX)。热重分析曲线和差热扫描曲线表明该化合物在222℃时失重5%,加热到160℃没有玻璃化转变温度,其熔点为124℃。通过磷光光谱计算得到该化合物的三线态能级T_1为2.77 eV。利用密度泛函计算得知其HOMO(-5.83 eV)和LUMO(-1.62 eV)轨道相分离。通过循环伏安法得到其HOMO、LUMO和E_g分别为-6.33,-2.34, 3.94 eV。这表明缺电子的苯磺酰基有利于改善其电子注入/传输性能。PSSFX在二氯甲烷溶液和晶体粉末的紫外吸收峰分别位于267 nm和274/351 nm左右,发射峰分别位于408 nm和341 nm左右。     

激发态质子转移分子2-（2′-羟基苯基）苯并噻唑在不同溶剂中的光谱特性

观测了2-（2′-羟基苯基）苯并噻唑（HBT）在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移（ESWT）影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400nm光激发HBT溶液时,在510nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。     

1,5-萘二胺衍生物的光谱分析及发光性能研究

合成了一种纯度较高的1,5-萘二胺衍生物(NPN),制备了NPN薄膜.利用紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱研究了NPN的发光行为,并结合电化学循环伏安法研究了其电子能级结构.结果表明,NPN的荧光光谱表现出明显的溶剂效应,认为其发生了从电子给体N原子到电子受体芳环之间的分子内电子转移,形成分子内电子转移络合物;从NPN薄膜与其溶液的吸收光谱峰值比较中看出吸收峰红移,认为薄膜中分子形成"J-聚集体";NPN的HOMO能级为-5.74 eV,光学禁带为2.79 eV;在365 nm紫外光的激发下,产生发光峰在448.6 nm附近、谱线带宽为72.6 nm的蓝光发射,发光亮度高,色纯度高.     

新型含噁二唑环双元席夫碱的合成与光谱特性

4-硝基苯甲酸与硫酸联氨在H₃PO₄/P₂O₅作用下脱水环化生成2, 5-二(4-硝基苯基)-1,3, 4-噁二唑(1),(1)被Zn/CaCl₂还原为2, 5-二(4-氨基苯基)1,3, 4-噁二唑(2),(2)与芳香醛反应合成8个含噁二唑环的新型双元席夫碱,产率为65%～81%,用1H NMR,FTIR,MS对其结构进行了验证。研究了它们的UV-Vis光谱和荧光光谱,并用循环伏安法测定了其电化学性能。UV-Vis光谱表明：标题化合物没出现噁二唑环和席夫碱单元所对应的特征吸收峰,共轭效应使两个结构的能带发生了部分杂化而形成新的能带结构,在345～357 nm出现最大吸收峰。荧光光谱表明：目标化合物发射强的紫蓝色荧光,在390～407 nm出现最大发射峰。电化学性能表明：电子亲合势为2.36～3.04 eV,离子势为5.35～6.06 eV,除了3a,3h外,它们的电子传输性比常用的电子传输材料PBD(E_A=2.82 eV)优越。此研究为进一步研究其在有机电致发光器件中的应用提供了参考。     

5-呋喃基-1-苯并噻唑基吡唑啉类荧光化合物的合成及光谱分析

吡唑啉衍生物具有高的蓝色荧光,并且具有高量子效率,很易于用作发光材料中电子传输层。依据Schellhammer经验中化学结构与荧光性关系,在吡唑啉的1-位引入了苯并噻唑基,3-位引入苯基衍生物,使其具有荧光性,5-位引入呋喃基作为助色团,可使荧光波长红移,增加荧光性。文章设计并合成了六种5-位引入呋喃基苯并噻唑吡唑啉类荧光化合物,通过红外光谱、荧光光谱、1HNMR、元素分析对合成的化合物进行了表征,表明这类化合物具有良好的荧光性,其最大发射波长在440～460 nm之间,经过分析得知其荧光强度的大小与衍生物中不同的取代基有关。     

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。     

2-(2’-羟基苯基)苯并咪唑的光谱特性

2-(2’-羟基苯基)苯并咪唑(简称HBI)是一类具有激发态质子转移效应的有机分子。观测了HBI分子在甲苯、甲苯与乙醇混合及乙醇三种溶液的吸收光谱,发现其吸收光谱相类似。用317 nm光激发,观测其荧光光谱,在甲苯溶液中只观测到一个荧光带,其峰值位于470 nm;在甲苯与乙醇的混合溶液及乙醇溶液的荧光光谱中,都观测到两个荧光带,其峰值分别位于370和450 nm。根据激发态质子转移理论可知,470 nm的荧光带是由激发态质子转移生成的互变异构体,即HBI酮式构型分子的发射,峰值位于370 nm的荧光带是HBI稀醇式构型分子的发射。由于乙醇具有较大的极性,可与HBI分子相互作用形成分子间氢键,即生成溶剂化物。当溶剂化物被激发,在激发态发生激发态质子转移生成两性离子,两性离子发射荧光回到基态。因此,在极性溶剂中HBI发射峰值位于450 nm的荧光带应归于两性离子的发射。当用532 nm强光激发HBI溶液时,发现HBI分子在非极性溶剂中无双光子效应,而在极性溶剂中却存在双光子效应,表明HBI的溶剂化物具有双光子效应。     

水热法制备的Li4-3xEux(MoO4)2微晶及其发光性能

采用水热法制备了Li_4-3xEu_{x(MoO4)2系列红色荧光粉.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM )和荧光分析(FL)对产物的微结构、形貌和发光性能进行表征分析.XRD分析表明,制备的Li4-3xEux(MoO4)2微晶均为白钨矿四方结构.SEM结果显示:随着x的增大,Li4-3xEux(MoO4)2微晶的晶粒尺寸相应减小,在0.2~0.5 μm之间变化.荧光分析结果表明:源于Eu³⁺的⁵D0→⁷F2和⁵D0→⁷F1电荷转移的592 nm和614 nm的特征发射峰显现明显,后者的发射强度远远大于前者.随着x的增大,样品中Eu³⁺的两个特征发射峰的强度先增大后减小,在x=1.0时达到最大.}     

热稳定空穴传输材料的合成及其电致发光器件

合成了两种NPB的新衍生物:N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二(4-甲基苯基)-1,1’-联苯-4,4’二胺(NTB)和N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二(4-叔丁基苯基)-1,1’-联苯-4,4’二胺(NBB)。DSC测得其玻璃态转变温度分别为108℃和129℃,表现出好的热稳定性。紫外光电子能谱测得其电离势均为5.2eV。NTB和NBB固体光致发光光谱的最大发射波长分别位于455nm和460nm。分别以NPB、NTB、NBB作为空穴传输层材料(HTM)制作了结构相同的有机电致发光器件,3种器件发光光谱相同,均为Alq₃的绿色发光,器件的起亮电压分别为11,9,8V,在15V工作电压时的亮度分别为1000,1300,1200cd/m²,初步研究了器件的发光特性和稳定性。     

Mn5(PO3(OH))2(PO4)2(H2O)4的水热合成和光谱研究

在水热反应条件下合成出具有红磷锰矿结构的Mn5(PO3(OH) ) 2 (PO4 ) 2 (H2 O) 4单晶 ,在X ray单晶结构分析的基础上 ,对其固体紫外可见漫反射光谱、红外光谱、荧光光谱和热重光谱进行了研究。结果表明 ,构成该化合物的PO4 四面体及MnO6 八面体通过共顶点或共棱方式相连接 ,与P ,Mn配位的氧分为 3类 :即端基氧 (Od)、二桥氧 (Ob)和三桥氧 (Oc)。因而在 2 10和 2 5 0nm左右出现了Od→Mn和Ob ,c→Mn的荷移跃迁吸收谱带 ;在 10 0 0～ 110 0cm- 1 处 ,P—O的伸缩振动峰分裂为 3个 ;70 0～ 980cm- 1 处存在 3类Mn—O的伸缩振动。对标题化合物分别采用 2 18和 310nm的光激发 ,分别在 35 4和 4 13nm产生强而尖锐的荧光光谱发射峰 ,表现了很强的光学效应。热重分析表明该化合物在 2 70℃以下结构保持稳定 ,在 2 70～36 0℃范围内失去配位水。量化计算得单点能为 - 4 5 5 8 6 5 95 5 5 1a u ;前线轨道能量HOMO(Alpha) =- 0 2 80 80a u ,LOMO(Alpha) =0 0 15 2 7a u ,能隙为 0 2 96 0 7a u ;HOMO(Beta) =- 0 2 5 919a u ,LOMO(Beta)=0 0 0 10 8a u ,能隙为 0 2 6 0 72a u ;偶极矩为 4 2 0 82Debye。     

三维超分子化合物[Zn(H_2O)_6]·(C_(16)H_8O_8)的合成、晶体结构及荧光光谱

以醋酸锌和3,3’,4,4’-联苯四羧酸(H4BPTC)为原料,采用水热法合成了一个三维超分子化合物[Zn(H2O6)].(C16H8O8)(1)。通过红外光谱、元素分析和X射线单晶衍射对其结构进行了表征,X射线单晶衍射分析结果表明,该超分子化合物属于三斜晶系,PT空间群,晶胞参数a=0.654 8(1)nm,b=0.793 9(2)nm,c=0.968 1(2)nm,α=76.29(3)°,β=87.75(3)°,γ=86.43(3)°,Z=1,R1=0.066 5,wR2=0.183 3,GOF=1.021.并通过荧光光谱研究了1在溶液和固态时的发光性能,在室温DMSO溶液中,当激发波长为316nm时,化合物1在399nm处有一强发射峰,呈现蓝紫色荧光,在室温固态时,该化合物的发射峰发生明显红移,在525nm处有一宽谱带发射峰,呈现绿色荧光,这可以归因于在固态化合物1的分子中存在氢键和π—π堆积的相互作用,可以明显降低分子中基态与激发态之间的能量差距,从而使发射峰红移。     

水热制备Sr（MoO4）x（WO4）1-x固溶体微晶及其发光性能

采用水热法制备了Sr（MoO₄）_x（WO₄）_1-x固溶体微晶。通过X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）和荧光分析（FA）表征了微晶的结构、表面形貌和发光性能。XRD和FT-IR结果表明制备的Sr（MoO₄）_x（WO₄）_1-x微晶皆呈现典型的四方晶相白钨矿结构。SEM结果表明制备的微晶为表面光滑且粒径均匀的球形颗粒。荧光发射光谱显示,在275 nm紫外光激发下,随着x值的增加,Sr（MoO₄）_x-（WO₄）_1-x固溶体微晶在350 nm处的发射逐渐减弱,470 nm处的发射逐渐增强。     

激发态质子转移分子2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑在不同溶剂中的光谱特性

观测了2-(2’-羟基苯基)苯并噻唑(HBT)在不同极性溶剂中的吸收光谱和荧光光谱,详细研究了溶剂极性对HBT发生激发态分子内质子转移(ESIPT)影响的机制。吸收光谱表明在常态条件下,HBT在各种溶剂中都以烯醇式构型和酮式构型共同存在,但以烯醇式构型占绝大多数。荧光光谱表明在纯环己烷溶剂中,HBT被紫外光激发时,绝大多数烯醇式构型发生ESIPT转变为酮式构型,分子的ESIPT效率最大。在含有乙醇的极性溶剂中,HBT烯醇式会形成溶剂化的烯醇式构型,阻碍分子发生ESIPT反应。溶剂中乙醇含量愈多极性愈强,溶剂化烯醇式的成份就愈多,HBT的ESIPT效率就愈低。以400 nm光激发HBT溶液时,在510 nm处发现酮式构型荧光,从而确认了400 nm处的弱吸收是酮式构型的吸收;且在436和456nm处还有新的荧光峰,分析其可能来源于酮式构型去质子化阴离子的发射。     

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。     

Structural and photoluminescence studies on europium-doped lithium tetraborate(Eu:Li_2B_4O_7) single crystal grown by microtube Czochralski(μT-Cz) technique

Rare earth europium(Eu(3+))-doped lithium tetraborate(Eu:Li_2B_4O_7) crystal is grown from its stoichiometric melt by microtube Czochralski pulling technique(μT-Cz) for the first time. The grown crystals are subjected to powder x-ray diffraction(PXRD) analysis which reveals the tetragonal crystal structure of the crystals. UV–vis–NIR spectral analysis is carried out to study the optical characteristics of the grown crystals. The crystal is transparent in the entire visible region, and the lower cutoff is observed to be at 304 nm. The existence of BO_3 and BO_4 bonding structure and the molecular associations are analyzed by Fourier transform infrared(FTIR) spectroscopy. The results of excitation and emission-photoluminescence spectra of europium ion incorporated in lithium tetraborate(LTB) single crystal reveal that the observations of peaks at 258,297, and 318 nm in the excitation spectra and peaks at 579, 591, 597, 613, and 651 nm are observed in the emission spectra.The chromaticity coordinates are calculated from the emission spectra, and the emission intensity of the grown crystal is characterized through a CIE 1931(Commission International d'Eclairage) color chromaticity diagram.