铱-芴主链型共聚物的合成与光致发光性能

合成以2-(4-溴苯基)苯并咪唑为环金属配体、乙酰丙酮为辅助配体的铱配合物客体单元,并通过Suzuki缩聚方法将客体引入聚芴(PFO)主体中,合成了主链型共聚物。通过元素分析、红外光谱、1 H-NMR等分析手段对产物进行了结构表征,通过紫外吸收光谱、稳态和瞬态荧光光谱对铱配合物、共聚物的光物理性能进行了研究。结果表明:铱配合物最大发射峰位于505nm和535nm,为绿光发射;共聚物同时呈现蓝光主体PFO和绿光客体铱配合物的发射,且随铱配合物含量提高,绿光强度明显增强,显示了主客体能量的部分转移,通过调节共聚物中铱配合物单元的含量,使共聚物的发光颜色从蓝光向绿光转移;当铱配合物的物质的量分数为2%时,蓝色荧光强度大于绿色磷光,共聚物色坐标刚好处于蓝绿交界处,当铱配合物物质的量分数大于2%时,共聚物呈现绿色发光;与铱配合物的荧光量子效率(2.7%)相比,共聚物的荧光量子效率均有显著增加;共聚物热稳定性良好。     

端基为橙光基团的聚芴合成和发光性质

含溴橙光化合物与双(三环己基膦)钯(0)进行氧化加成反应,合成了相应的芳基钯(Ⅱ)配合物.在加热条件下,该配合物可以引发AB型芴单体聚合,得到端基为橙光芳基基团的聚芴共轭聚合物.含溴橙光化合物与不同配体钯(0)配合物组成催化体系,原位引发聚合,同样可以制备上述端基结构明确的共轭聚合物.其中,以三(邻甲基苯基)膦或卡宾化合物为辅助配体时,室温下即可引发AB型芴单体进行催化剂转移聚合.卡宾化合物为辅助配体时,可以获得Mn为7.48×10~4的高分子量聚芴.MALDI-TOF分析证实,聚合物的一个端基是来自催化剂钯配合物中的橙光芳基基团,另一端基为Br/H原子.聚合物光致发光(PL)光谱主要表现为聚芴单元的蓝色荧光发射.电致发光(EL)光谱表明,聚合物在低分子量时表现为橙红光发射,而在高分子量时,能够得到白光发射.在数均分子量Mn为7.48×10~4时,聚合物可实现纯白光发射,国际色坐标CIE为(0.31,0.32).     

以铱配合物为核、聚(芴-咔唑)为臂的白光星型磷光聚合物

设计合成了以苯基苯并咪唑和吡啶三唑为配体的高效的黄绿光铱配合物(M1),并通过Suzuki缩聚反应制备了以磷光铱配合物客体为中心核、蓝光荧光聚(芴-咔唑)主体为臂的星型磷光聚合物(P2.5、P5.0和P10),着重对M1和聚合物的发光性能、电化学性能及热稳定性能进行研究。 结果表明,M1具有较高的荧光量子效率(32.06%),其荧光寿命为1.09 μs,聚合物荧光寿命为2.223.93 μs,均表现为磷光;通过调节主客体的比例,利用主客体的部分能量转移机制,来实现聚合物的不同光色,发光颜色可从蓝光向黄光变化;当M1摩尔分数为2.5%时,获得的白光聚合物(P2.5)具有较好的发光性能和热稳定性能,色坐标为(0.30,0.32),位于白光区域,其最高占有轨道(HOMO)能级和最低未占有轨道(LUMO)能级分别为5.49和2.43 eV,荧光量子产率为14.3%,荧光寿命为2.22 μs。     

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.     

基于荧光共轭聚合物的金属离子传感研究

设计合成了一系列结构相似的共轭主链含5%苯并噻二唑结构单元及侧链带胺类金属离子螯合基团的阴离子型水溶性共轭聚合物PFA, PFBTA和PFBTNA, 并对它们在不同极性溶剂中的光物理性质进行了研究. 利用分子主链含适量苯并噻二唑共聚单元的聚芴衍生物聚集态不同荧光光谱及颜色发生显著变化这一特性, 研究了这一系列水溶性聚芴衍生物在水/甲醇(9/1)溶液中对金属离子的荧光响应过程. 结果表明, 金属离子不仅能通过能量及电荷转移猝灭聚合物荧光, 还可以通过静电相互作用力使聚合物聚集态发生改变, 进而影响聚合物的光学性质. 同时分子链上引入金属离子螯合基团能够显著提高体系的检测灵敏度, 聚合物PFBTA和PFBTNA可以特异性识别Cu²⁺离子, 并且可做为其它金属离子的广谱型比色法检测材料.     

含铱配合物聚合物磷光材料及其电致发光性能

聚合物电致发光器件由于在大面积平板显示和固态照明上的潜在应用,在学术研究和工业应用领域引起了广泛的关注.聚合物电致发光器件可以通过溶液加工的方法制备,制作工艺简单,成本低、材料省,并且可以实现大面积柔性显示.和荧光聚合物材料相比,磷光铱配合物聚合物材料可以同时利用单线态和三线态激子发光,器件的内量子效率理论上能达到100%,突破了传统25%的极限,因而受到广泛关注.基于此,本文综述了含铱配合物聚合物磷光材料的研究进展,主要对含铱配合物线型聚合物和超分子聚合物的合成、结构特点以及光电特性进行了总结,并讨论了聚合物结构对材料性能的影响.     

配合物[Pd(L-tyr)2]·0.5H2O的晶体结构、稳定性及其与DNA作用研究

合成了配合物[Pd(L-tyr)2]·0.5H2O单晶(L-tyr-为酪氨酸根).配合物属于单斜晶系,P2(1)空间群.L-tyr-的羧基氧原子和氨基氮原子与Pd(Ⅱ)离子配位,形成两个五元螯合环的平面结构.配合物分子之间存在配位螯合环-配位螯合环的弱相互作用、苯酚环-苯酚环之间的π-π堆积作用以及水分子与配体之间的氢键作用.水溶液中配合物的累积稳定常数为1017数量级,表明配体与离子形成较强的配位共价键.配合物与鱼精DNA作用的紫外光谱、CD光谱和荧光光谱表明,两者之间有较强的相互作用,并以插入作用方式为主.     

树枝化对聚芴类分子发光行为的影响

运用稳态吸收、稳态荧光光谱及皮秒时间分辨荧光光谱等手段, 研究了树枝化对聚芴分子的光谱动力学行为的影响. 在1×10-5 mol/L四氢呋喃溶液中, 非树枝化聚芴和不同代数的树枝化聚芴的稳态吸收和稳态荧光光谱基本一致, 表明树枝化不影响聚芴基团的本征电子性质; 在薄膜状态下, 紧密排列的聚芴分子表现出明显的链间聚集行为. 不同代数树枝化聚芴的时间分辨荧光动力学研究结果表明, 溶液状态下的发光为单指数衰减行为, 而薄膜状态下的发光为多指数衰减行为, 且其发光寿命随树枝化代数增加而增长, 表明树枝化基团抑制了邻近的聚芴分子之间能量传递所致的激发态能量耗散.     

含联芴烯单元共轭聚合物的合成及表征

以六羰基钨[W(CO)₆]为催化剂, 合成了聚吲哚芴(P1)、 聚梯型四苯(P2)、 聚梯型五苯(P3)和小分子9-联吲哚芴烯(S1).该类聚合物的重复单元含有联芴烯结构, 通过芴9位的双键连接. 光学和电化学等实验结果表明, 聚合物无荧光发射, 是一类窄带隙的共轭聚合物, 其中聚合物P1薄膜的紫外吸收值最大波长为710 nm.     

[Gd(Gly)_3(H_2O)_2]Cl_3·H_2O的合成与晶体结构

标题配合物在水溶液中合成 ,缓慢挥发水溶液 ( p H=4～ 5)得到其针状单晶 .研究了配合物的热分析与红外光谱 ,测定了配合物的晶体结构 .结果表明 ,晶体属正交晶系 ,空间群 P2 12 12 1,晶胞参数为 :a=1 .1 960 ( 2 ) nm,b=3 .0 789( 6) nm,c=0 .4 7652 ( 1 0 ) nm.V=1 .7547( 1 6) nm3 ,Z=4 ,Dc=1 .987g/cm3 .晶体是一维链状配合物 .相邻 Gd3 离子通过 2个简单羧基桥和 1个μ2 羧基桥联结起来 ,还有 2个水分子配位于每个 Gd3 离子 ,所以 Gd3 的配位数为 9,形成变形的单帽四方反棱柱体 .该配位多面体是摩尔比为 1∶ 3的稀土甘氨酸配合物中报道的第 1个例子 .得到了该配合物的配位键的键焓     

水溶性芴与噻吩共聚物的合成及蛋白质对其荧光猝灭的影响

采用Suzuki偶合方法合成了含羧酸基团的新型阴离子型水溶性绿光的9,9’-二丙酸钠芴(DPF)和噻吩(TH)共聚物,聚合物分子量约为9000左右,具有较好的水溶性(5 mg/mL).研究了共聚物在不同pH水溶液中的荧光性质,结果表明当pH ＜4时,羧基以COOH形式存在,造成共聚物溶解度降低并产生聚集,荧光减弱;当p...     

吡啶-芴类电荧光聚合物的光谱特性

用Suzuiki聚合反应将二溴代吡啶 (2 ,5 、2 ,6 、3,5 取代 )与芴共聚 ,合成了不同主链结构的吡啶 芴共聚物 .研究结果表明 ,将吡啶基引人聚芴主链可以调节共聚物的发光颜色 .间位吡啶基引入聚芴主链 ,使聚合物的能级加宽 ,PL、EL光谱发生蓝移 ;对位吡啶基则使光谱红移 .间位吡啶基 (3,5 Py、2 ,6 Py)引入聚芴主链 ,可提高聚合物的色纯度 .共聚物中 3,5 Py含量为 4 0mol%时 ,可得到较纯的蓝光 .     

二噻吩并[2,3-b:2',3'-d]噻吩钯(Ⅱ)配合物引发AB型芴单体聚合

5-溴-2-三甲硅基-二噻吩并[2,3-b:2',3'-d]噻吩(bt-DTT-Br)与双(三环己基)膦钯(0)进行氧化加成反应,合成了相应的芳基钯(Ⅱ)配合物,X光晶体结构分析表明,配合物中心金属离子为平面四方构型,膦配体处于反式位置。该配合物在加热时可以引发AB型芴单体聚合,得到一个端基为bt-DTT的聚芴共轭聚合物。相似端基结构的聚芴可以由bt-DTT-Br与不同膦配体钯(0)配合物原位生成的芳基钯配合物引发AB型芴单体聚合制备。辅助配体为三(邻甲基苯基)膦或三叔丁基膦时,配合物引发的AB型芴单体聚合室温下即可进行,并给出单一且端基结构明确的聚芴。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)分析证实,聚合物的一个端基是来自芳基钯配合物中的bt-DTT,另一端基为Br/H原子或封端基团。凝胶渗透色谱(GPC)分析表明,聚合物相对分子质量随单体与催化剂的投料比增加呈线性增长,聚合反应遵循催化剂转移聚合机理。     

以5-取代-8-羟基喹啉和2-苯基吡啶为配体的金属铱配合物的合成、表征及光致、电致发光性质

本文通过在8-羟基喹啉的5位上引入氨基和取代的苯基,合成了系列二-[2-苯基吡啶（C^N）][5-取代-8-羟基喹啉（N^O）]铱（Ⅲ）配合物（（C^N）2IrQ）.这里CN代表2-苯基吡啶,Q代表5-取代-8-羟基喹啉.通过1HNMR、13CNMR、MS、元素分析、单晶X-衍射等对配合物的化学和晶体结构进行了表征.利用循环伏安、UV-Vis、光致和电致发光光谱等对它们的光物理性质进行了表征.热重分析表明苯环上的取代基对配合物热稳定性有很大影响.常温下,几种5-取代苯基喹啉铱配合物的溶液和固体产生红色磷光发射,光致发光（PL）光谱在666和687nm附近出现两个强度基本相等的发射峰.配合物的发光性质主要受喹啉环和5位苯基的影响,苯环上的取代基团对配合物的发光性质影响不大.而5-氨基喹啉铱配合物PL光谱的最大发射峰在550nm,其PL光谱主要受2-苯基吡啶的影响.将配合物二-[2-苯基吡啶（C^N）][5-（4-甲氧基苯基）-8-羟基喹啉（N^O）]铱（Ⅲ）（7b）掺杂在聚2,7-（9,9-二辛基）芴（PFO）和30%（质量分数）的2-对叔丁基苯基-5-对联苯基-1,3,4-口恶二唑（PBD）的主体材料中,制备了聚合物发光器件（OLED）,器件电致发光（EL）光谱的发射峰在672nm处,18V时最大亮度为350cd/m2,在电压14V时CIE色坐标值为（0.61,0.33）,是一红光OLED器件.     

聚丙烯酸芴酯的电化学氧化交联反应及其表征

合成了侧链带有芴的聚丙烯酸芴酯(PFM),在含40%三氟化硼乙醚的二氯甲烷混合电解质溶液中,直接阳极氧化PFM获得了自支撑交联网状的聚(聚丙烯酸芴酯)(CPFM)薄膜.通过UV-Vis、FTIR和1H-NMR对CPFM结构进行了表征.荧光光谱表明得到的聚合物薄膜CPFM在415nm附近处具有强的荧光发射峰,表明聚丙烯酸结构的引入没有影响聚芴的蓝色发光性能并有利于提高聚合物薄膜的力学性能.TGA表明得到的CPFM薄膜具有良好的热稳定性。     

铽-噻吩甲酰三氟丙酮-聚丙烯酸的结构及荧光性质

将铽的有机配合物NaTb(TTA)4与聚丙烯酸反应获得铽配位聚合物（Tb-TTA-PAA)。此配位聚合物是褐色固体，不溶于大部分有机溶剂，只能溶于丙三醇和异丙醇的混合溶剂。采用红外光谱、紫外光谱、X射线光电子能谱、电导率、元素分析和荧光光谱等手段对其结构进行表征，确定其配位组成和结构即每个铽离子分别与一个TAA^-离子和PAA分子中二个链节羧基发生配位，得到该配合物的结构。Tb^3 离子在配合物Tb-TTA-PAA中含量为29.98%。荧光光谱表明，常温下配合物在紫外光下发出强荧光，主要是Tb离子的^5D4→^7F5的能量传递。     

基于不同辅助配体螯合电磷光聚合物的合成与性能研究

通过A-A, B-B型的Suzuki缩聚反应将三个具有不同辅助配体的2-(2'-苯并[b]噻吩)吡啶(btp)双环铱金属配合物引入芴和咔唑交替共聚物(PFCz)的主链上, 合成一系列最大发光波长在660 nm的红光螯合电磷光聚合物, 并研究了它们的电致发光性能. 实验证明了在这类电磷光聚合物中配合物单元辅助配体合理的分子设计, 可以提高配合物单体的溶解度, 提高聚合物的分子量和发光性能. 通过优化器件结构, 聚合物PFBtpIrf5单层器件(ITO/PEDOT:PSS/polymer＋PBD(30 wt%)/Ba/Al)的性能最好: 在电流密度为14.3 mA/cm²时, 最大外量子效率为1.93%.     

基于水溶性共轭聚合物分子刷的高灵敏凝血酶生物传感器

以刷子状水溶性共轭聚芴（PFNI）为传感材料,以荧光素标记的核酸适体（FAM-apt15）为探针,设计了一种检测凝血酶的高灵敏度蛋白质传感器. PFNI的刷状结构带有大量正电荷,与负电荷的柔性单链核酸探针形成静电复合物,使能量供体（PFNI）与受体（FAM）之间的距离较近,发生高效荧光共振能量转移（Föster resonance energy transfer,FRET）. 当探针与靶凝血酶结合时,形成刚性且体积较大的G-四链体/凝血酶复合物,由于体积位阻和密集的刷子的阻碍作用,PFNI与FAM之间的距离被拉大,FRET效率显著降低. 对缓冲溶液中凝血酶检测的最低检测限可达0.05 nmol/L. 与基于线型共轭聚合物的蛋白质检测方法相比,灵敏度提高了至少一个数量级.     

一维链状芴酸镉配位聚合物{[Cd(C14H9O3)2]·2H2O}n的合成、晶体结构与热稳定性研究

芴的9位上2个氢原子被羟基和羧基取代可生成9鄄羟基鄄芴鄄9鄄羧酸,它是α鄄羟基乙酸的衍生物,是一种具有生理活性的植物生长整形素[1]。由于芴酸含有羟基和羧基两种不同的氧配位原子,使其又可以作为一种潜在的构筑配位聚合物的组织基元。目前,有关芴酸与金属离子形成配合物的结     

间位聚亚吡啶基亚乙炔基共轭聚电解质的合成与溶液光物理性质

合成了单体1,4-双(3-磺酰化丙氧基)-2,5-二碘苯与2,6-二乙炔基吡啶,利用Heck-Sonogashira偶联反应制备了间位聚亚吡啶基亚乙炔基共轭聚电解质m-PPYPE-SO3Na,对单体以及聚合物进行了红外光谱与核磁氢谱表征.测试了该共轭聚电解质m-PPYPE-SO3Na的紫外-可见吸收光谱与荧光发射光谱.研究了该共轭聚电解质的溶液光物理性质,发现该聚电解质具有荧光发射的溶剂依赖性以及浓度依赖性,在水溶液中存在聚集.在聚合物溶液浓度为1×10-6mol/L左右时,聚集发射基本消失,说明此时在溶液中聚合物的聚集程度已经比较低.该聚电解质在水溶液中与表面活性剂之间存在一定的相互作用,加入非离子型高分子表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的聚合物水溶液荧光显著增强,表明该表面活性剂破坏聚电解质的聚集.该共轭聚电解质的溶液光物理性质表明其具有成为水溶性荧光探针的应用潜力.