本文關鍵詞：含N-H基團磷光銥配合物的設計、合成及其光物理性質研究

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【摘要】：與其他過渡金屬配合物相比,銥配合物因具有較高的量子效率、大的Stocks位移以及基于配體的豐富的激發(fā)態(tài)性質而成為電致發(fā)光器件、化學傳感及生物成像等領域的研究熱點。因此關于銥配合物的研究中,大部分涉及到新型配體和磷光銥配合物的設計、合成及其光物理性質調控。早期對于銥配合物光物理性質的調控主要通過共價鍵接方式,如合成新的配體骨架或在原有配體上修飾化學基團,但這類方法大多需要嚴苛的反應條件、復雜的合成過程,一般需耗費大量的人力、物力等。我們課題組在前期的研究中發(fā)現(xiàn)了一種新型的調控銥配合物光物理性質的方法—非共價鍵(氫鍵)法。該方法利用含N-H基團的陽離子型銥配合物與不同抗衡陰離子形成氫鍵強度的不同,就能實現(xiàn)對配合物發(fā)光顏色的有效調控(~50 nm)。為了達到通過氫鍵就能大范圍調控銥配合物光物理性質的目的,在本論文中,我們設計合成了一系列含N-H基團的離子型銥配合物,研究了其在配體或抗衡陰離子改變時的光物理性質變化規(guī)律及在信息存儲領域的潛在應用。主要研究內容如下:1、我們首先以含有一個N-H基團的吡啶基咪唑(bm)作為N^N輔助配體,設計合成了一系列具有不同C^N主配體如(2-(2,4-二氟苯基)吡啶(ppy)、2-苯基吡啶(ppy)和9-己基-3-吡啶基咔唑(czpy))的離子型銥配合物。其光物理性質結果表明,抗衡陰離子的改變可以微調部分銥配合物的光物理性質。由此我們推斷出當含N-H基團的配體能量過高時,氫鍵調控光物理性質并不適合所有的離子型銥配合物。2、我們保持C^N主配體為ppy,設計合成一系列含N-H基團的N^N輔助配體如(吡啶基咪唑(bm)、2-吡啶基苯并咪唑(bpm)、2-喹啉基苯并咪唑(qpm))的陽離子型銥配合物。其光物理性質結果表明,抗衡陰離子的改變可以較好的調控部分銥配合物的光物理性質,由此我們可以推斷出當含N-H基團的配體能量合適時,氫鍵可以較好的調控離子型銥配合物的光物理性質。3、我們保持主配體為czpy,引入兩種不同的含有雙N-H基團的輔助配體聯(lián)咪唑(dm)和聯(lián)苯并咪唑(dpm)合成兩種銥配合物。其光物理性質結果表明,增加N-H基團的個數,抗衡陰離子的改變可以實現(xiàn)對陽離子型銥配合物發(fā)光顏色的有效調控(~100 nm)。另外,我們還發(fā)現(xiàn)這種含N-H基團的銥配合物具有酸堿變色、電致磷光變色效應。最后利用含N-H基團銥配合物的電致磷光變色效應設計了一種信息加密存儲器件,這種器件記錄的信息可以通過熒光壽命成像(FLIM)和時間門成像(TGLI)實現(xiàn)解密讀取。
【關鍵詞】：銥配合物 磷光材料 光物理性質 電致變色 信息存儲
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 專用術語注釋表9-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 銥配合物研究進展11
• 1.3 銥配合物合成方法11-12
• 1.4 銥配合物光物理性質調控方法12-16
• 1.4.1 傳統(tǒng)銥配合物光物理性質調控方法12-14
• 1.4.2 新型銥配合物光物理性質調控方法14-16
• 1.5 銥配合物的應用16-20
• 1.5.1 銥配合物在電致發(fā)光領域的應用16-19
• 1.5.2 銥配合物在生物醫(yī)學領域的應用19-20
• 1.6 研究思路與內容20-22
• 第二章 主配體對含N-H基團銥配合物光物理性質的調控22-36
• 2.1 引言22-23
• 2.2 實驗部分23-28
• 2.2.1 實驗試劑和藥品23-24
• 2.2.2 含N-H基團的N^N輔助配體bm的合成及表征24
• 2.2.3 C^N主配體czpy的合成及表征24-25
• 2.2.4 配合物的合成及表征25-27
• 2.2.5 實驗儀器27-28
• 2.2.6 光譜實驗28
• 2.2.7 理論計算28
• 2.3 結果與討論28-34
• 2.3.1 合成與表征28-31
• 2.3.2 主配體不同的離子型銥配合物的光物理性質31
• 2.3.3 抗衡離子不同的離子型銥配合物的光物理性質31-33
• 2.3.4 理論計算33-34
• 2.4 本章小結34-36
• 第三章 輔助配體對含N-H基團銥配合物光物理性質的調控36-53
• 3.1 引言36-37
• 3.2 實驗部分37-42
• 3.2.1 實驗試劑和藥品37-38
• 3.2.2 含N-H基團的N^N輔助配體的合成38
• 3.2.3 配合物的合成及表征38-41
• 3.2.4 實驗儀器41
• 3.2.5 光譜實驗41
• 3.2.6 理論計算41-42
• 3.3 結果與討論42-52
• 3.3.1 合成和表征42-43
• 3.3.2 輔助配體含一個N-H基團的銥配合物的光物理性質43-44
• 3.3.3 抗衡陰離子對含一個N-H基團的銥配合物光物理性質的影響44-45
• 3.3.4 輔助配體含兩個N-H基團的銥配合物的光物理性質45-46
• 3.3.5 抗衡陰離子對含兩個N-H基團的銥配合物光物理性質的影響46-47
• 3.3.6 配合物(ppy)_2IrqpmPF_6的酸堿變色效應47-48
• 3.3.7 配合物(czpy)_2IrdpmPF_6的電致磷光變色效應48-49
• 3.3.8 理論計算49-50
• 3.3.9 配合物(czpm)_2IrdpmPF_6在信息存儲方面的應用50-52
• 3.4 本章小結52-53
• 第四章 總結與展望53-54
• 參考文獻54-61
• 附錄1 部分化合物的~1H NMR與MALDI-TOF/TOF MS譜圖61-68
• 附錄2 攻讀碩士學位期間撰寫的論文68-69
• 附錄3 攻讀碩士學位期間申請的專利69-70
• 附錄4 攻讀碩士學位期間參加的科研項目70-71
• 致謝71

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