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高分子学报 2024年第6期55卷 709-717页

作者：徐静陈天泽邵明超郭云龙张新瑞王廷梅先进润滑与防护材料研究发展中心、中国科学院兰州化学物理研究所兰州730000 北京分子科学国家研究中心、中国科学院化学研究所、中国科学院有机固体重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

开发具有持久稳定室温磷光的弹性体材料是柔性电子学和光子学领域的一大挑战.本文报到了一种高度可拉伸、高机械强度且可持续发光的室温磷光共价有机框架弹性体(SPU-D230-UPy COF)材料.该材料由烷基链软段与含多重氢键硬段限域共价有机... 详细信息

开发具有持久稳定室温磷光的弹性体材料是柔性电子学和光子学领域的一大挑战.本文报到了一种高度可拉伸、高机械强度且可持续发光的室温磷光共价有机框架弹性体(SPU-D230-UPy COF)材料.该材料由烷基链软段与含多重氢键硬段限域共价有机框架而组成,展现出高的机械性能和高弹性.在除去365 nm的激发后,具有明亮且持续的室温磷光发射特性(发光时间持续3.0 s).力学研究表明,其具备约33.5 MPa的强度、约188.26 MJ/m3的优异韧性以及约76.6 MPa的杨氏模量.同时该弹性体即使经历反复的机械变形也能保持优异的光学性能.本研究为发光弹性体在可穿戴设备、柔性显示器和防伪设备等方面的应用奠定了基础.

关键词：弹性体共价有机框架超长室温磷光多重氢键

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氧族元素通过分子内电子耦合调控的超长室温磷光

氧族元素通过分子内电子耦合调控的超长室温磷光

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第一届全国光功能材料青年学者研讨会2018

作者：许乐天李国平徐涛张维东张思坤尹世伟安众福何刚西安交通大学前沿科学技术研究院陕西师范大学化学化工学院南京工业大学先进材料研究院

本文通过结合氧族元素（O,S,Se,Te）和咔唑基团,设计合成了一系列含氧族元素的超长室温磷光（pRTP）材料（PEPCz）。通过对PEPCz分子单晶结构的分析得出分子具有相似的分子构象和分子堆积。对pRTP机理的研究揭示了氧族元素和咔唑基团之... 详细信息

本文通过结合氧族元素（O,S,Se,Te）和咔唑基团,设计合成了一系列含氧族元素的超长室温磷光（pRTP）材料（PEPCz）。通过对PEPCz分子单晶结构的分析得出分子具有相似的分子构象和分子堆积。对pRTP机理的研究揭示了氧族元素和咔唑基团之间的分子内电子耦合是导致分子具有可调pRTP性质的原因。PEPCz材料不仅可应用在图案加密,而且还可用来制备高效的双氧水和TNT的pRTP传感器。

关键词：传感器图案加密分子内电子耦合氧族元素超长室温磷光

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基于菲咔唑的超长有机室温磷光高分子薄膜

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高分子学报 2023年第10期54卷 1624-1631页

作者：张兴达付晓华戴光阔靳惠雯张雪白景娟马佳欣马志勇北京化工大学化学工程学院有机无机复合材料国家重点实验室北京100029

设计合成了一种新的有机磷光基元(菲咔唑),并掺杂进不同的高分子材料制备成薄膜.研究结果表明掺杂聚乙烯醇(PVA)薄膜有着磷光发射强度大、磷光寿命长(τ=2.12 s)、磷光量子产率高(Φ_(p)=7.95%)等优点.离子自由基通过形成电荷分离态参... 详细信息

设计合成了一种新的有机磷光基元(菲咔唑),并掺杂进不同的高分子材料制备成薄膜.研究结果表明掺杂聚乙烯醇(PVA)薄膜有着磷光发射强度大、磷光寿命长(τ=2.12 s)、磷光量子产率高(Φ_(p)=7.95%)等优点.离子自由基通过形成电荷分离态参与了超长磷光的发射过程.相较于掺杂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜,掺杂PVA薄膜呈现更明显的长余晖,这是由于PVA薄膜提供了更加刚性的环境,磷光基元与PVA分子间相互作用力极大增强,从而促进了电荷分离态的形成,减少了分子运动引起的非辐射耗散及薄膜中氧气对三线态激子的淬灭.此外,掺杂PVA薄膜具有水刺激响应性质,在水的刺激下可以发生磷光性能的改变,因此可应用于信息加密、湿度检测等场景.

关键词：菲咔唑超长室温磷光聚乙烯醇薄膜自由基水响应

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具有刺激响应的D-A结构有机发光材料设计、合成和性能的研究

具有刺激响应的D-A结构有机发光材料设计、合成和性能的研究

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作者：杨扬北京化工大学

学位级别：硕士

有机供体(Donor)-受体(Accepter)结构的荧光、磷光发光材料在信息存储、防伪、传感器以及生物医药等领域具有广泛的应用前景。刺激响应性有机发光材料指在电、机械刺激、光、热、酸碱等刺激作用下,其发光性质发生转变的功能性材料,目前... 详细信息

有机供体(Donor)-受体(Accepter)结构的荧光、磷光发光材料在信息存储、防伪、传感器以及生物医药等领域具有广泛的应用前景。刺激响应性有机发光材料指在电、机械刺激、光、热、酸碱等刺激作用下,其发光性质发生转变的功能性材料,目前具有刺激响应的荧光材料比较常见,但多功能荧光材料较少报道,并且具有多刺激响应性的室温磷光材料也很少见。本论文设计不同的电子供体及电子受体,引入不同的取代基,调节电荷转移以及分子堆积方式实现不同的发光效果,获得具有力致变色,酸致变色刺激响应的多功能荧光、室温磷光发光材料。论文第二章设计一种以C-N单键桥接的二苯并[a,c]吩嗪-吩噻嗪二联体(BNPTZ),由于扭曲的D-A结构,实现了 AIE,同质多晶,力致变色和对静水压力的高敏感性。由于激发态的聚集抑制非辐射弛豫通道,BNPTZ在THF/H2O系统中表现出AIE活性。其中,培养得到两种具有不同发光的BNPTZ单晶,并分析了不同构象和复杂的分子间相互作用对发光性能的影响。BNPTZ展示了对机械力和静水压力的响应。有趣的是,在研磨和熏蒸时,两种不同的结晶相参与了变色过程。研磨后,由于外力触发从OY相到非晶相的相变,晶体粉末的发光颜色从橙黄色(565 nm)变为红色(604 nm)。熏蒸时,非晶相会意外地恢复为YG相。当使两个单晶经受静水压力时,OY相单晶经历了从黄色到橙色,最后到红色的清晰的颜色转换。YG相显示出不同的颜色变化,从黄绿色到橙色,再到红色。两个单晶都显示出对压力的相对较高的灵敏度,并且具有100 nm宽光谱位移。论文第三章中我们设计以咔唑作为电子供体,连接不同嘧啶衍生物,得到一系列具有超长室温磷光分子。三种化合物CNPMCz,BPMCz和CPMCz的固体粉末在撤掉紫外光照后均具有超过100ms的发光寿命。CNPMCz和CPMCz在原始状态下均呈现紫色荧光,激发后撤掉光源具有长寿命黄色室温磷光;BPMCz在原始状态下为蓝色荧光,室温磷光也为黄色。单晶结构分析显示,紧密的分子堆积以及分子间作用力是BPMCz和CPMCz发射超长室温磷光的主要原因,其次CPMCz还由于引入甲基的作用。此外,CNPMCz具有双模式力致变色,即在压力刺激下,荧光由初始紫色转变为蓝色发光,并且磷光消失。通过XRD数据分析可知,CNPMCz经研磨后,晶体的有序相增多,晶型可能发生转变,但由于其未得到单晶,其室温磷光发光机理有待进一步探究。在论文第四章中设计更换电子供体为氨基吡啶,连接电子受体4-溴邻苯二甲酸酐,合成得到两种化合物,Dpa-Pr-F与Dpa-Pr。分子Dpa-Pr仅有黄色荧光,无磷光。Dpa-Pr-F在初始状态为绿色荧光,撤掉紫外灯之后为黄色磷光发射,寿命t=26ms。Dpa-Pr-F与Dpa-Pr在经过三氟乙酸酸熏之后,Dpa-Pr显示荧光蓝移,转变为绿色荧光发射,荧光强度也有所增强,在经三乙胺熏蒸会恢复到初始状态。Dpa-Pr-F酸熏之后,磷光寿命增长至47ms,并且磷光强度也有所增强,这是由于吡啶单元质子化/去质子化对发光性质的影响。此外,Dpa-Pr在不同极性的有机溶剂中展现出不同颜色的发光,具有良好的分子内电荷转移(ICT)特性。总之,设计得到三个系列的D-A构型的有机发光分子,每个系列都有其独特的发光性质,即多功能荧光发光材料,或者具有刺激响应性的超长室温磷光发光材料。设计并合成得到的具有磷光、荧光发射的材料可用于挥发性有机污染物(VOCs)检测,以及多环芳烃(芴,蒽等)有机污染物的检测与分析,也可通过荧光光谱或磷光光谱分析与鉴定环境污染物。

关键词：多功能荧光材料超长室温磷光力致变色酸碱变色刺激响应

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