發(fā)布時間：2020-05-23 05:44

【摘要】：熒光材料廣泛應用于傳統(tǒng)農業(yè),工業(yè)和現(xiàn)代醫(yī)學。對于傳統(tǒng)的熒光材料,因聚集發(fā)光猝滅(ACQ)效應,當形成聚集體時熒光會減弱或猝滅,限制了其作為固態(tài)器件的應用。自2001年,聚集誘導發(fā)光(AIE)現(xiàn)象的提出,即熒光分子在良溶劑中呈微弱的熒光,而在高濃度或固體時發(fā)強熒光,解決了傳統(tǒng)熒光材料在聚集態(tài)時發(fā)生熒光猝滅的不足之處。本文設計并合成了四苯乙烯(TPE)衍生物改性的端氨基聚硅氧烷和側氨基聚硅氧烷,并對改性后產物的性能進行了研究。通過麥克默里反應,探索優(yōu)化反應條件制備了四苯乙烯衍生物(TPE-20(CH2)2Br),合成了五種不同分子量的端氨基聚硅氧烷(ATP)并通過四苯乙烯衍生物和端氨基聚硅氧烷的反應合成了四苯乙烯衍生物改性的端氨基聚硅氧(TPE-ATP),通過1HNMR、13CNMR、質譜、紅外等手段對合成產物進行了結構表征和分析,并且通過示差掃描量熱分析、熱重分析研究了其熱力學性質,結果表明反應成功進行,產物熱力學性質得到顯著改善。通過熒光光譜儀等手段探究了合成產物的熒光性能,結果表明合成的四苯乙烯衍生物改性的端氨基聚硅氧烷有效改善和提高了四苯乙烯衍生物單體的熒光壽命和熒光量子產率。產物的熒光強度隨著樣品在四氫呋喃良溶劑中濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,即存在內濾效應。檢測在四氫呋喃和正己烷的混合體系中低濃度樣品的熒光行為,確定了產物具有聚集誘導發(fā)光性能。進一步設計合成了同時含有供電子基團(D)和吸電子基團(A)的四苯乙烯衍生物(n-TPE),將合成的四苯乙烯衍生物(n-TPE)和氨基含量分別為2%和10%的側氨基聚硅氧烷(AP-PDMS)進行胺-烯反應,合成了側鏈含四苯乙烯衍生物的聚硅氧烷(n-TPE-AP-PDMS 2%和 n-TPE-AP-PDMS 10%)。通過1HNMR、13CNMR、質譜、紅外、掃描電子顯微鏡和熱重分析對合成產物的結構,表面形態(tài)和熱力學性能進行表征。結果表明該熒光聚合物得到成功制備,四苯乙烯衍生物在側氨基聚硅氧烷中分散均勻,熱分解溫度大幅提升。通過熒光測試,證明合成產物在四氫呋喃和正己烷的混合溶劑體系中具有聚集發(fā)光增強效應,且與四苯乙烯衍生物單體相比,側氨基聚硅氧烷的引入,提高了四苯乙烯衍生物單體對不良溶劑正己烷的熒光響應。產物具有良好的成膜性能,固體n-TPE-AP-PDMS 2%薄膜暴露在飽和硝基苯蒸汽中,600s后熒光猝滅53±2%。n-TPE-AP-PDMS2%薄膜具有重復利用性,具有一定的實用價值。
【圖文】：

（Ｃ）Ｉｎｔｅｒｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋Ｃ－Ｈ邋－邋？邋－ｋ邋ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ邋ｉｎ邋ｔｗｏ邋ｃｒｙｓｔａｌ邋ｃｅｌｌｓ邋ａｌｏｎｇ邋ａｘｉｓ邋ｂ．邋（Ｄ）邋Ｉｎｔｒａｍｏｌｅｃｕｌａｒ逡逑Ｃ－Ｈ邋－邋？丌邋ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ邋ｉｎ邋ａ邋ｓｉｎｇｌｅ邋ｍｏｌｅｃｕｌｅ逡逑另外一種典型的聚集誘導發(fā)光分子是四苯乙烯分子（ＴＰＥ）。如圖１．２所示，逡逑在晶格結構中，四苯乙烯分子的四個苯環(huán)與中心的乙烯鍵成５０°角扭曲，形成螺逡逑旋狀結構［１７］。這種螺旋狀結構有效的阻止了邋７１－７１堆積的相互作用，也就使得激逡逑發(fā)態(tài)能量不會以非輻射的形式衰減。多重的Ｃ－Ｈ？ｉ作用進一步鎖住了分子構象。逡逑所有的上述作用使得四苯乙烯分子在形成聚集態(tài)時，激發(fā)態(tài)的能量以輻射的方式逡逑衰減，四苯乙烯分子發(fā)強光。逡逑３逡逑

隨著對聚集誘導發(fā)光體系研宄的不斷深入，新型的聚集誘導發(fā)光分子不斷涌逡逑現(xiàn)。２０１１年Ｌｕｏ等［１８］報道了一種不含有可旋轉基團，但仍具有聚集誘導發(fā)光性逡逑能的分子ＴＨＢＡ邋（圖１．３）。在ＴＨＢＡ結構中，苯環(huán)被乙烯基雙鍵固定住，不能逡逑自由旋轉。他們認為，同旋轉運動一樣，振動運動也可以消耗能量。據(jù)此，，他們逡逑提出分子內振動受阻機理，證明了被固定住的苯環(huán)的振動運動是消耗激發(fā)態(tài)能量逡逑的主要形式。根據(jù)量子力學／分子力學（ＱＭ／ＭＭ）模擬結果，對于單個ＴＨＢＡ分逡逑子，消耗激發(fā)態(tài)能量的簡正振動模式有６種，而對于ＴＨＢＡ聚集體而言，消耗逡逑激發(fā)態(tài)能量的簡正振動模式只有３種。在ＴＨＢＡ聚集體中，主要是以輻射躍遷逡逑方式的消耗激發(fā)態(tài)能量，所以ＴＨＢＡ分子具有聚集誘導發(fā)光效應。逡逑／＝＼邐￣邋ＪＯＯＪ－－邐Ｉ邋Ａ邋１邐￣邋２０００－ｉ邐丨逡逑＼邐暴丨逡逑§邋ｉ５ｃ0ｉ邐｜邋ｉ５00－ｊ逡逑ＩＩ邐0邋｜邐Ｍｏｌｅｃｕｉｅ邐0邋ｉ邐Ｃｌｕｓｔｅｒ逡逑／邐／／邐＼＼邐＼邐５邐？邐￡邋＊000－逡逑！邋］邐｜｜邐ｉ逡逑邐邐Ｉ邐５００４邐＆邋５００－ｉ逡逑ｊ．ＩＩｊＬ邋ｉ，邋．邋，邋?
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O634.41

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 Yajing Liu;Jacky W.Y.Lam;Ben Zhong Tang;;Conjugated polymers developed from alkynes[J];National Science Review;2015年04期

相關博士學位論文 前1條

1 李樹生;通過胺—烯反應構建聚硅氧烷智能材料[D];山東大學;2017年

本文編號：2677229