具有聚集诱导发光效应(aie)的有机荧光材料的合成、表征及应用研究

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1、杭州师范大学硕士学位论文绪论1．2具有聚集诱导发光效应的有机荧光材料的研究进展关于具有聚集诱导发光效应(AIE)的化合物已有比较全面的综述[10-1q，这些化合物不仅包括silole类化合物，还包括很多其它类型的分子，如芳香取代乙烯型、腈基取代二苯乙烯型、吡喃型等化合物等【12-I3l。本章就近年来具有AlE现象的化合物按结构上的不同来进行简单总结。1．2．1Silole类化合物传统的发光材料是在溶液中发光，而在聚集状态下是不发光的，这种现象叫做荧光淬灭(ACQ)(图1．2)，这是由于分子间相互作用使非辐

2、射跃迁增加，导致荧光减弱。2001年唐本忠教授等首次发现了某些物质在溶液中不发光，而在聚集状态下发光的现象，将这一现象命名为聚集诱导发光效应(AIE)(图1．3)，主要原因是由于分子内的转动受限制，减少了非辐射能的衰减。图12ACQ现象图13AIE现象2005年，唐本忠教授课题组114-15]设计了一系列模型分子，他们在silole的2，3，4，5位的苯环上引入了异丙基，设计了三种具有很大空间位阻的silole衍生物(化合物2，3，4)，实现了对silole环上苯环转动的抑制。实验发现当3、4位苯环转动受

3、阻时(特别是化合物4)，荧光大幅度增强(图1．4)，很好的验证了AIE的机理。把这些材料应用于OLED器件中，得到了很好的器件性能结果，展现了这类材料良好的应用前景。234图1．4衍生物结构最近，Mei06-17]等合成了化合物S和6(图1．5)，并将其应用在OLED器件2杭州师范大学硕士学位论文绪论中。以5为发光层制作的多层发光器件，得到很好的性能(驱动电压3．1V，最大亮度13405cd／m‘2，功率效率7．88lm／W。I，电流效率8．28cd／A。1以及外量子效率2．42％)，又由于其具有很高的电

4、子迁移率也可作为电子传输材料。虽然化合物6制作的器件性能不佳，但发现其通过研磨，在固体状态下发光从黄色变成红色，150℃加热30s后又变回黄色，并且这种颜色的变化可以通过研磨加热而多次循环，表明化合物的颜色变化过程是记忆的。团NCEC’一E：E‘趸mEC．Q价．堕E山二◆57556001234NumberofcycleCN图1．5(A)化合物6在紫外灯下的晶体和粉末的图片(B)研磨．加热之间的颜色变化循环曲线【黄色(Y)一红色(R)】【10】Dong掣18】合成得到了化合物7，在THF／water混合溶液

5、中得到的纳米颗粒作为荧光探针探测爆炸物，发现其具有较高的灵敏度(图1．6)。同时，这个化合物还可以作为pH探针【18】，在pH=5．4附近响应灵敏。7H+{；=============士．H+9．园9N园QN◎杭州师范大学硕士学位论文绪论图1．6(a)PA对化合物7在THF／water混合溶液(1：100v／v)de荧光光谱的影响(b)荧光强度与对应的PA浓度曲线(c)b图框中的线性部分。浓度：10gM；激发波长：370nmll8】2011年，Zhao等[191]合成了化合物9-11(图1．7)。研究表明

6、，这三个化合物都具有AlE现象，而且可以进行自组装，它们还都具有很高的电子迁移率。R=Ph．RI-Ph9PhMe10Me11图1．7不仅小分子silole类化合物具有AlE现象，一些含silole的大分子聚合物同样也具有AlE现象，也具有一定的应用价值。2008年，Trogler等[20-21】合成了聚合物12和13(图1．8)。研究表明，这两个化合物在爆物检测上有良好的应用前景，TNT对化合物12的荧光完全淬灭浓度为o．0035％，对化合物13的荧光完全淬灭浓度为O．04％，RDX对化合物12的荧光完全

7、淬灭浓度为O．0056％，PENT对化合物13的荧光完全淬灭浓度为o．005％。图1．8聚噻咯化合物4杭州师范大学硕士学位论文绪论1．2．2多芳基取代乙烯类化合物含有多芳香取代基的乙烯类化合物，由于其具有合成简便易功能化、AIE效应明显等优点，正成为AlE领域的一个研究热点，越来越受到重视。最近，冷鸿飞等122】发现了一种新型的乙烯基衍生物14，15(图1．9)，它们具有典型的AlE现象，而且对于爆炸物DNT具有很强的灵敏性。经检测在饱和DNT蒸汽中暴露300s后，化合物14的淬灭率有77％，而15的淬灭

8、率为58％(图1．10)，并且化合物14对DNT检测还具有可逆性，在DNT饱和蒸汽中暴露300s后，测其荧光，然后在甲醇溶液中浸泡20分钟左右，在空气中干燥后，再次测量其荧光强度，上述过程重复5次后，依然具有较高的荧光强度和猝灭效率(图1．1】)。含；宝2曼35整舌￡14图1．9乙烯基衍生物16001400120010nlo800600400200O1S圈1．10a)化合物14的荧光强度与其在DNT中暴露时问的关系，b)化合物