有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合熒光納米材料制備簡(jiǎn)便,生物相容性好,成像性能優(yōu)異,在化學(xué)和生物傳感、生物成像、催化及能源材料等領(lǐng)域受到很多關(guān)注.傳統(tǒng)的熒光有機(jī)小分子與無(wú)機(jī)材料復(fù)合時(shí),常發(fā)生熒光猝滅,而聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-InducedEmission,AIE）有機(jī)小分子在聚集態(tài)具有高發(fā)光量子產(chǎn)率,為有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合熒光納米材料的研究提供了機(jī)遇.由于AIE有機(jī)小分子功能化的無(wú)機(jī)納米材料獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),人們對(duì)其設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用進(jìn)行了較多研究.綜述了AIE有機(jī)小分子和多種類(lèi)型的無(wú)機(jī)納米結(jié)構(gòu)（金屬納米顆粒、鈣鈦礦材料、層狀材料、氧化物、硫化物等）復(fù)合材料的制備和應(yīng)用的新進(jìn)展,特別是在化學(xué)和生物傳感、生物成像、藥物輸運(yùn)、光熱治療、催化以及能源等領(lǐng)域的應(yīng)用,并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行了展望. 

【文章來(lái)源】：有機(jī)化學(xué). 2020年08期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：21 頁(yè)

【部分圖文】：

Ag@1納米顆粒的(a)合成、(b)可調(diào)性和(c)多模式成像應(yīng)用示意圖[31]

天然蒙脫土(MMT)一般是親水的,要通過(guò)離子交換將陽(yáng)離子表面活性劑插入中間層進(jìn)行有機(jī)改性,使之成為有機(jī)相容體系[48-49].有機(jī)改性MMT可以很好地分散在聚合物基體中,顯著提高材料的強(qiáng)度、耐熱性以及生物降解性.將AIE有機(jī)小分子插入層間,修飾后的MMT可以發(fā)光.唐本忠等[50]將化合物7插入MMT層間,7的分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)受到MMT層剛性骨架的約束,抑制了非輻射躍遷,使得復(fù)合材料發(fā)藍(lán)光,固體熒光量子產(chǎn)率達(dá)42.1%(圖3a,3b).由于復(fù)合材料顯著的AIE特性,用共聚焦熒光顯微鏡(CFM)可以直接觀察到MMT在聚氯乙烯基體中的分散狀態(tài),具有三維可視化效果(圖3c).最近,李為立等[51]用離子交換法將TPE季銨鹽8插入到MMT層間,由于雜化體系內(nèi)部的電荷吸引,使化合物8不能自由地分散,復(fù)合材料具有強(qiáng)熒光性質(zhì).他們采用溶液澆鑄法制備了熒光有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合涂層,用CFM可以清楚地看到MMT在固化涂料中的分散情況,為研究復(fù)合涂層的性能提供了一種新方法.1.3.2 AIE有機(jī)小分子-層狀雙金屬氫氧化物復(fù)合材料

半導(dǎo)體納米晶的表面是決定其光學(xué)特性的重要因素,功能化配體的引入可以進(jìn)一步增強(qiáng)納米晶之間的相互作用,有利于納米晶的自組裝.董宇平等[40]開(kāi)發(fā)了配體輔助再沉淀法,用辛胺和油酸制備了有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦納米晶.他們合成了一系列不同鏈長(zhǎng)的TPE衍生物4,用以代替辛胺制備的CH3NH3Pb Br3納米晶,有組裝成有序超分子結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)[41].當(dāng)n=3,4時(shí),化合物4包覆的CH3NH3Pb Br3納米晶的固態(tài)發(fā)射光譜,在470nm處出現(xiàn)一個(gè)額外的發(fā)射峰(n=3時(shí)更明顯),具有AIE特征(圖2a,2b),很可能是在聚集態(tài)下TPE部分發(fā)光所致.TPE部分的AIE性質(zhì)是由分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)受限引起的,因此,470 nm處發(fā)射峰的存在意味著當(dāng)n=3時(shí)納米晶表面上的TPE基團(tuán)在固態(tài)下旋轉(zhuǎn)受阻.進(jìn)一步說(shuō)明,用較短鏈長(zhǎng)的4可以得到更緊密的堆積結(jié)構(gòu)(圖2c,2d),為CH3NH3Pb Br3納米晶的組裝提供了驅(qū)動(dòng)力.有機(jī)-無(wú)機(jī)鹵化物鈣鈦礦材料的激子結(jié)合能及自由載流子和激子復(fù)合的相關(guān)研究較少.最近,王明魁等[42]將AIE化合物5引入到鈣鈦礦MAPb I3中.室溫下,復(fù)合物在高能量、高光通量激光激發(fā)下的雙發(fā)射峰p1 (1.64e V)和p2 (1.59 e V),分別歸因于自由載流子和束縛激子的復(fù)合.此外,5的引入改變了p1/p2的強(qiáng)度比,說(shuō)明該方法可以有效調(diào)節(jié)鈣鈦礦薄膜中自由載流子與激子的復(fù)合比.陳義旺等[43]通過(guò)四溴四苯基乙烯和吡咯并吡咯二酮硼酸的Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)得到AIE化合物6,將其引入鈣鈦礦薄膜顆粒間的孔隙和空位,能提高結(jié)晶度.6還可作為鈣鈦礦-6異質(zhì)結(jié)復(fù)合膜的捕光劑和電子給體,使復(fù)合膜更均勻,晶粒尺寸更大,有利于載流子的生成和運(yùn)輸,光生電子的分離效率更高.復(fù)合后的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率可達(dá)14.1%,比復(fù)合前提高了40%.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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