本文關(guān)鍵詞： 熒光 磷光 室溫磷光 雙重發(fā)光 單線態(tài) 三線態(tài) △E_(ST) 長壽命激發(fā)子 自組裝 納米線 外部重原子效應(yīng)　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：發(fā)光材料,包括熒光材料和磷光材料,在照明、顯示、光電、化學(xué)傳感及生物成像等眾多領(lǐng)域有著重要應(yīng)用,市場空間極為廣闊。因此新型高效的熒光磷光材料一直激發(fā)著人們的研究熱情,始終是學(xué)術(shù)科研界的研究熱點。本人在攻讀博士學(xué)位期間致力于開發(fā)新型功能性的熒光和室溫磷光材料的設(shè)計合成策略,研發(fā)出多種功能性發(fā)光材料,并探索驗證它們的機(jī)理與實用價值,具體來說,主要內(nèi)容有:1.研究了二氟化硼二苯甲酰甲烷(BF2dbm)的熒光壓敏現(xiàn)象的機(jī)理。二氟化硼二苯甲酰甲烷(BF2dbm)及其衍生物先前被發(fā)現(xiàn)在室溫下有可逆的熒光壓敏現(xiàn)象,但是遺憾的是機(jī)理還是一片空白。為探究機(jī)理,我們首先設(shè)計合成了BF2dbm類的單體、二聚體和聚合物;接著研究了 BF2dbm單體、二聚體和聚合物在稀溶液中的光學(xué)性質(zhì),明確地發(fā)現(xiàn)BF2dbm熒光團(tuán)具有較強(qiáng)的形成H-聚集體的傾向;接下來研究了這些化合物在固態(tài)下的光物理性質(zhì),包括單晶結(jié)構(gòu)、熒光發(fā)射光譜和熒光壓敏現(xiàn)象。通過固態(tài)表征并結(jié)合溶液數(shù)據(jù),我們得出了以下結(jié)論,熒光壓敏現(xiàn)象包括了兩個過程:首先,外界機(jī)械力的作用導(dǎo)致熒光團(tuán)中有少部分亞穩(wěn)態(tài)低能量的H-聚集體形成;然后,處在較高能級的激發(fā)態(tài)熒光團(tuán)迅速將能量傳遞給處在最低能級的H-聚集體,統(tǒng)一由H-聚集體發(fā)出低能量的紅移后的壓敏熒光。2.提出了為了實現(xiàn)小的單線態(tài)-三線態(tài)能級差(△EST)及長壽命激發(fā)子的聚合增強(qiáng)系間竄躍(Polymerization-Enhanced Intersystem Crossing,PEX)策略,并驗證了其可行性。首先根據(jù)Kasha的激子作用模型,我們在原理上提出了 PEX策略;接著利用BF2dbm分子作為模型,采用密度函數(shù)理論(DFT)計算分子軌道能級及軌道裂分,在理論上PEX策略提供了支持;然后通過簡易的高分子合成、光學(xué)表征等手段,證明了軌道能級的裂分以及獲得了壽命增長100倍以上的激發(fā)子;最后通過超快光譜的動力學(xué)表征,提供了因減小的△EST而增強(qiáng)的系間竄躍ISC的直接證據(jù)。PEX策略展現(xiàn)了非常有意義的指導(dǎo)作用,因為它允許知名的染料發(fā)光團(tuán)通過簡便的聚合就能獲得小的△EST以及長壽命激發(fā)子,從而避免了繁瑣的合成和篩選。3.提出并證明了分子間電荷轉(zhuǎn)移策略實現(xiàn)小的單線態(tài)-三線態(tài)能級差△EST及長壽命激發(fā)子的可行性。通過合理的分子設(shè)計及簡易合成,我們成功地得到了一系列電子供體-烷基-電子受體的分子,如咔唑-烷基-硝基苯等。通過室溫及77K下光學(xué)表征、單晶X-射線衍射以及理論計算,我們不僅得到了新型的具有小△EST及長壽命激發(fā)子的有機(jī)材料,并且證明了這些性質(zhì)來源于分子間的電荷轉(zhuǎn)移CT作用。此外這類分子還能自組裝形成有機(jī)發(fā)光納米線及納米層等微觀結(jié)構(gòu),展現(xiàn)了在微觀光電領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。4.通過單晶X射線衍射研究了咔唑類及喹啉鹽類的外部重原子效應(yīng)。我們成功合成了兩類室溫磷光(room-temperature phosphorescence,RTP)材料體系:鹵素共價相連的咔唑體系和喹啉的鹵鹽體系,其中的芳香發(fā)色團(tuán)分別被認(rèn)為是相對于重原子的"堿"或"酸"。通過單晶X射線衍射、室溫及77K時的光譜和壽命及核磁NMR數(shù)據(jù)的分析,我們認(rèn)為:咔唑體系中,咔唑的π分子成鍵軌道與C-X鍵的σ*分子反鍵軌道的相互作用(π-σ*),以及喹啉體系中,從鹵素反離子的n電子和喹啉的π*分子反鍵軌道的相互作用(n-π*)分別主導(dǎo)了其體系內(nèi)的外部重原子效應(yīng)以及室溫磷光。我們進(jìn)一步得出結(jié)論,無論是作為電子受體或供體,只要存在直接且能量匹配的軌道相互作用,就可以實現(xiàn)外部重原子效應(yīng)。
[Abstract]:In this paper , we have studied the optical properties of BF2dbm monomer , dimer and polymer in dilute solution , and then studied the optical properties of BF2dbm monomer , dimer and polymer in dilute solution . In this paper , we have successfully synthesized two kinds of electron donor - alkyl - electron acceptor molecules , such as carbazole , alkyl - nitrobenzene and so on . We have successfully synthesized two kinds of electron donor - alkyl - electron acceptor molecules , such as carbazole - alkyl - nitrobenzene , etc . By means of single crystal X - ray diffraction , we have successfully synthesized two kinds of electron donor - alkyl - electron acceptor molecules , such as carbazole - alkyl - nitrobenzene etc .

【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ422

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳正中;壓敏塑料的研制[J];淮南礦業(yè)學(xué)院學(xué)報;1988年02期

2 李銘;;壓敏藍(lán)Ⅰ研制成功[J];染料工業(yè);1989年02期

3 于占昌;壓敏粘貼制品的特征與今后的展望[J];橡膠譯叢;1995年01期

4 李坤福;壓敏粘合　引人入勝[J];粘接;1996年06期

5 張在新;壓敏膠與壓敏制品世界市場概述[J];中國膠粘劑;1997年06期

6 衛(wèi)亞明;壓敏粘合纖維[J];產(chǎn)業(yè)用紡織品;2002年07期

7 吳潮波;徐靜逸;張大德;謝峰陣;;偏光片用壓敏膠粘劑的合成及性能研究[J];信息記錄材料;2005年04期

8 周衛(wèi)新;袁永健;石儉莉;虞小松;;壓敏膠粘劑的研究進(jìn)展[J];化工新型材料;2009年09期

9 ;水下壓敏膠粘劑[J];塑料工業(yè);1980年01期

10 郭必裕;;壓敏型書標(biāo)粘貼法[J];圖書館雜志;1992年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 楊玉昆;;壓敏膠粘劑的技術(shù)發(fā)展[A];北京粘接學(xué)會第七屆學(xué)術(shù)年會-中國粘接技術(shù)回顧與展望研討會論文集[C];1999年

2 曾憲家;楊玉昆;;輻射固化壓敏膠粘劑的研究進(jìn)展[A];第五屆中國輻射固化年會論文集[C];2001年

3 王馳亮;王立;周峻峰;;丙烯酸酯二元共聚物的合成及其壓敏性能的研究[A];2005年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2005年

4 陸慧;夏姣貞;杜明貴;潘孝仁;;低溫沉積ZnO多層膜的結(jié)構(gòu)與壓敏性質(zhì)[A];中國真空學(xué)會2006年學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2006年

5 瞿雄偉;翟珍;杜士平;蔡瀟;;二氧化硅/聚丙烯酸酯復(fù)合乳液制備及其壓敏特性研究[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（上冊）[C];2009年

6 楊玉昆;;丙烯酸酯乳液壓敏膠粘劑的發(fā)展[A];北京粘接學(xué)會第四屆學(xué)術(shù)年會-膠黏劑論文集[C];1992年

7 陸慧;滕月莉;殷海波;陸元成;潘孝仁;;低壓ZnO壓敏薄膜制備與研究[A];薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2003年

8 ;論文展示 十三、敏感及傳感材料[A];第十四屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會摘要集[C];2006年

9 張金倉;張瑞英;邢懷民;戴憲起;朱命瑋;程國生;董成;;濕法合成ZnO陶瓷的壓敏特性與結(jié)構(gòu)的研究[A];第三屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1998年

10 Joe Peng;Lynne A.thoma;AbuBakr;梁偉;;美國郵政總署(USPS)郵政票據(jù)和標(biāo)簽類產(chǎn)品中所使用的一種環(huán)保型壓敏膠粘劑的研制開發(fā)成果及經(jīng)驗[A];2001中國造紙學(xué)會學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2001年

相關(guān)重要報紙文章 前3條

1 ;投身壓敏產(chǎn)品研發(fā)[N];西安日報;2009年

2 衛(wèi)亞明譯;美國公開壓敏粘合纖維專利[N];中國紡織報;2003年

3 本報記者 賈志成;《水壓敏技術(shù)及其防滴漏水表產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用》科技成果通過鑒定[N];中國水利報;2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 梅海霞;基于壓敏硅橡膠的柔性壓力傳感器及其陣列的研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 孫幸幸;二氟化硼二酮化合物的熒光壓敏機(jī)理和長壽命發(fā)光材料的策略開發(fā)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

3 臧國忠;高壓SnO_2壓敏陶瓷研究及新型低壓—高介壓敏、無鉛壓電材料探索[D];山東大學(xué);2006年

4 王春明;高壓二氧化錫壓敏材料和高溫鈦酸鉍鈉鉀壓電材料的研究[D];山東大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 冀美琦;耳鳴患者壓敏穴分布規(guī)律及壓痛閾研究[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2016年

2 秦日建;多尺度碳基水泥復(fù)合材料的導(dǎo)電、壓敏及電熱性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

3 孟輝;新型多層片式壓敏—電容雙功能電子陶瓷元件的制備與性能研究[D];天津大學(xué);2005年

4 張小文;二氧化鈦基壓敏陶瓷制備及性能研究[D];昆明理工大學(xué);2004年

5 趙文超;(V,Sr)摻雜TiO_2壓敏陶瓷制備工藝及性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

6 沈涵孜;乳液型丙烯酸酯壓敏膠粘劑的制備及性能研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2007年

7 王海慶;三氧化鎢非線性電學(xué)特性的缺陷模型及其抗老化能力研究[D];西南交通大學(xué);2012年

8 李剛;鐠系（Pr）納米氧化鋅（ZnO）非線性壓敏功能材料研究[D];常州大學(xué);2011年

9 呂文志;水溶性丙烯酸酯壓敏膠粘劑的研制[D];南京林業(yè)大學(xué);2004年

10 劉黃海;粘彈性柔軟壓敏單元初步研究[D];東北大學(xué);2012年

，

本文編號：1496742