發(fā)布時間：2022-01-03 07:48

　　自1954年F?rster和Kasper在溶液中發(fā)現(xiàn)芘激基締合物以來,有機(jī)芳香體系激基締合物已經(jīng)成為化學(xué)、生物以及材料等多學(xué)科領(lǐng)域的研究熱點。在溶液中,芘激基締合物形成主要依賴于分子間擴(kuò)散碰撞動態(tài)過程,解釋了芘在濃溶液中分子間碰撞幾率增加更容易形成激基締合物的原因。然而,在固態(tài)剛性介質(zhì)中,關(guān)于芘能否有效形成激基締合物研究非常少。由于固態(tài)材料實際應(yīng)用的廣泛性,研究固體中芘激基締合物的形成具有重要的科學(xué)意義和研究價值。此前,我們提出了單取代基取代π平面分子的設(shè)計策略,構(gòu)筑了離散的分子間蒽π-π二聚體堆積固體,并實現(xiàn)了高效率的蒽激基締合物發(fā)光。這里,激基締合物的形成取決于蒽二聚體兩個分子間的π-π堆積方式（如共面重疊、距離等）。與蒽基團(tuán)不同,芘基團(tuán)具有更大的二維平面結(jié)構(gòu),單側(cè)取代基的分子設(shè)計策略需要進(jìn)一步得到驗證和優(yōu)化調(diào)節(jié),以便在固體中同樣形成離散的芘π-π二聚體堆積,旨在實現(xiàn)高效率的芘激基締合物發(fā)光。因此,系統(tǒng)研究單側(cè)取代基結(jié)構(gòu)因素（如大小、取向等）對離散的芘π-π二聚體堆積構(gòu)筑、芘激基締合物形成至關(guān)重要,同時也是調(diào)節(jié)高效率芘激基締合物發(fā)光性質(zhì)的重要手段。一般來說,在流體介質(zhì)中激發(fā)態(tài)幾何弛... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

（a）不同濃度的環(huán)己烷溶液中芘的發(fā)射光譜；（b）二聚體形成的過程示意圖

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2圖1.1（a）不同濃度的環(huán)己烷溶液中芘的發(fā)射光譜；（b）二聚體形成的過程示意圖在1958年，F(xiàn)erguson在對芘晶體進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)其光譜并不同于芘的單分子發(fā)射光譜。通過對比高濃度環(huán)己烷溶液中芘的發(fā)射光譜，他提出芘的晶體發(fā)射性質(zhì)更接近于其在高濃度溶液下的發(fā)射性質(zhì)[4]。對芘晶體進(jìn)行了晶體結(jié)構(gòu)解析（圖1.2），他發(fā)現(xiàn)芘分子在晶體中以面對面的方式進(jìn)行排列。結(jié)合對芘晶體的吸收和發(fā)射光譜的分析，他指出，晶體同樣表現(xiàn)出激基締合物的發(fā)射特征[4]。在1993年，Winnik又提出了“靜態(tài)激基締合物”的概念表示在基態(tài)下便存在相互作用力的二聚體，同時將Briks提出的概念用“動態(tài)激基締合物”來表示[5]。2015年，Kohmoto等人發(fā)現(xiàn)很多情況下激基締合物發(fā)光源自于分子在晶體中的堆積方式，僅僅用激基締合物并不足以進(jìn)行準(zhǔn)確的說明，因而他們提出了“二聚體發(fā)光”的概念[6]。在本文中，我們主要圍繞芘二聚體發(fā)光的性質(zhì)以及形成進(jìn)行研究。圖1.2芘晶體堆積方式1.2芘二聚體的研究現(xiàn)狀1.2.1芘晶體的發(fā)光特征芘是被廣泛研究的芳香族有機(jī)化合物，其單分子吸收與發(fā)射均位于近紫外區(qū)

電子耦合產(chǎn)生相互作用，釋放能量最終形成能量較低的二聚體堆積，持續(xù)時間約為900皮秒。但是這一研究僅僅演示了流體中芘二聚體的形成。2018年，RyanD.Pensack等人利用聚合物添加劑制備了芘納米結(jié)晶顆粒的懸浮液，并經(jīng)過實驗證明了納米粒子中的分子堆積方式與芘晶體中堆積方式相似[14]。經(jīng)過進(jìn)一步的研究，他們提出芘晶體中二聚體的形成同樣分為兩步：首先，芘分子吸收光并被垂直激發(fā)到能量較高的激發(fā)態(tài)；然后，處于激發(fā)態(tài)的芘分子間會產(chǎn)生相互作用力，從而驅(qū)動芘分子沿著坐標(biāo)軸出現(xiàn)滑移，并釋放能量到達(dá)穩(wěn)定的二聚體構(gòu)型（圖1.3）。這些關(guān)于芘二聚體動力學(xué)過程的研究讓我們對芘二聚體的本質(zhì)有了更深層次的了解。圖1.3晶體中芘二聚體形成過程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Progress of pyrene-based organic semiconductor in organic field effect transistors[J]. Yanbin Gong,Xuejun Zhan,Qianqian Li,Zhen Li.  Science China（Chemistry）. 2016(12)
[2]不同浸潤性冷表面上水滴碰撞結(jié)冰的數(shù)值模擬[J]. 冷夢堯,常士楠,丁亮.  化工學(xué)報. 2016(07)
[3]空調(diào)用納米有機(jī)復(fù)合相變蓄冷材料制備與熱物性[J]. 武衛(wèi)東,唐恒博,苗朋柯,張華.  化工學(xué)報. 2015(03)

博士論文
[1]扭曲結(jié)構(gòu)D-A分子的設(shè)計、合成及激發(fā)態(tài)性質(zhì)研究[D]. 李維軍.吉林大學(xué) 2013



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