發(fā)布時(shí)間：2020-04-14 14:34

【摘要】：有機(jī)熒光材料在傳感器、防偽、信息存儲(chǔ)和發(fā)光器件等領(lǐng)域具有廣泛地應(yīng)用前景。在器件中,有機(jī)固體熒光材料往往以晶體或者薄膜狀態(tài)呈現(xiàn)。然而熒光分子性質(zhì)在聚集態(tài)下與其單分子差別很大。這是由于在聚集態(tài)下熒光分子的性質(zhì)不僅僅與分子結(jié)構(gòu)有關(guān),還與分子堆積方式、分子構(gòu)象和分子間偶極-偶極相互作用有關(guān)。另外,由于分子間π-π重疊導(dǎo)致分子間偶極-偶極相互作用加劇使聚集態(tài)存在熒光猝滅的問(wèn)題。如何了解聚集態(tài)下分子結(jié)構(gòu)和熒光性質(zhì)的關(guān)系,并實(shí)現(xiàn)其高熒光量子效率是有機(jī)固體熒光材料的研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文研究高熒光量子效率的力致變色熒光材料的合成及其性能。第一部分:合成了以咔唑?yàn)殡娮咏o體,三苯乙烯腈為電子受體的共軛小分子TPAN-C2和TPAN-C3。TPAN-C2和TPAN-C3具有明顯的力致變色性質(zhì)。天藍(lán)色熒光的TPAN-C2和TPAN-C3經(jīng)研磨后轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色,分別有45 nm和38 nm的紅移。研磨后樣品通過(guò)加熱(100°C)或者乙醇蒸汽熏蒸的方式又能夠恢復(fù)到初始的顏色。TPAN-C2和TPAN-C3表現(xiàn)出典型的聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)(AIE)。初始粉末熒光量子效率分別達(dá)到了0.78和0.97;第二部分:合成了以三苯胺(TPA)為電子給體,二苯乙烯(DiCN)為電子受體的扭曲結(jié)構(gòu)共軛分子mF-TPA。其表現(xiàn)出明顯的AIE現(xiàn)象和高熒光量子效率(82.6%)。靜壓力作用下(0-10 GPa)下,分子熒光顏色由藍(lán)色(508 nm)到深紅色(654 nm)。而經(jīng)過(guò)機(jī)械研磨后,分子熒光顏色由藍(lán)色(508 nm)到黃綠色(534 nm),這與靜壓力作用是明顯不同的。這兩種作用熒光波長(zhǎng)分別紅移了146 nm和26 nm。上述變化后的樣品經(jīng)加熱(120°C)或者乙醇蒸汽熏蒸的方式,其熒光顏色恢復(fù)到初始的顏色。初始粉末的熒光量子效率(Ф_f)達(dá)到了82.6%,經(jīng)過(guò)穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)時(shí)間分辨熒光光譜、單晶結(jié)構(gòu)和XRD的實(shí)驗(yàn)證實(shí),外界刺激下熒光的改變和聚集態(tài)下分子的激發(fā)態(tài)(LE和CT態(tài))轉(zhuǎn)變相關(guān);第三部分:合成了十字交叉型}f體-受體分子DCF_3-TPA,結(jié)果表明DCF_3-TPA具有顯著的力致變色性質(zhì)。研磨前后,分子熒光由橙黃色(601 nm)轉(zhuǎn)變到了紅色(634 nm),紅移達(dá)到33nm。通過(guò)加熱(120°C)或者乙醇蒸汽熏蒸的方式,研磨后的樣品能夠恢復(fù)到初始的顏色,上述結(jié)果證明該化合物具有可逆的力致變色行為。WXRD實(shí)驗(yàn)表明研磨過(guò)程中存在相變,即由有序的晶型向無(wú)序的無(wú)定型態(tài)的轉(zhuǎn)變。
【圖文】：

圖 1-1.螺吡喃摻入到線性高分子鏈中，在應(yīng)力拉伸下，螺吡環(huán)喃發(fā)生開(kāi)雖然上述材料受到固態(tài)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率低下的影響，，但并不妨礙此類材料成致變色的研究熱點(diǎn)。外界機(jī)械力很難使分子結(jié)構(gòu)發(fā)生開(kāi)環(huán)，但是此類分子六環(huán)結(jié)構(gòu)極易在光照條件下發(fā)生開(kāi)環(huán)。[6]從開(kāi)環(huán)體到閉環(huán)體的轉(zhuǎn)變一般是自發(fā)的,加熱以及可見(jiàn)光刺激可以加速這個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程。螺吡喃的開(kāi)環(huán)體過(guò)程可以是 C-O 的斷裂或者是吡喃環(huán)的開(kāi)環(huán)導(dǎo)致的兩性或者醌式構(gòu)象的生成。開(kāi)環(huán)產(chǎn)物就是這兩種構(gòu)象的混合物。[7-9]下圖是螺吡喃光照下開(kāi)環(huán)和關(guān)環(huán)圖。

圖 1-2.螺吡喃光照下開(kāi)環(huán)和加熱下關(guān)環(huán)示意圖周課題組[10]從 NP 上得到啟示，利用 NP 在紫外燈照射下開(kāi)環(huán)，加熱條件或者太陽(yáng)光照射下關(guān)環(huán)的特性，把剛性結(jié)構(gòu)的咔唑結(jié)構(gòu)修飾到 NP 中去，實(shí)現(xiàn)力致變色性能的轉(zhuǎn)化。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O621.2

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本文編號(hào)：2627401