卟啉-蒽衍生物二元体系制备与弱光上转换性能研究

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1、分类号：TUO69密级：公开档案号：2014-06-09-081704-24-019学号：1111091019硕士学位论文(学术学位）论文题目：卟啉-蒽衍生物二元体系制备与弱光上转换性能研究学生姓名：王宝指导教师姓名：王筱梅教授学科门类：工学专业名称：应用化学研究方向：材料化学及其应用二〇一四年六月万方数据苏州科技学院硕士学位论文卟啉-蒽衍生物二元体系制备与弱光上转换性能研究学生姓名：王宝指导教师姓名：王筱梅教授专业名称：应用化学苏州科技学院+化学生物与材料工程学院二○一四年六月万方数据MasterDisser

2、tationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyStudyonSynthesisandLow-PowerUpconversionPropertiesofPorphyrin/AnthraceneDerivativesMasterCandidate:WangBaoSupervisor:WangXiaomei(Professor)Major:AppliedChemistrySuzhouUniversityofScienceandTechnology+SchoolofChem

3、istryBiologyandMaterialEngineeringJune,2014万方数据万方数据万方数据苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要三线态湮灭上转换有机材料由于在上转换激射、三维光存储、三维荧光显微/成像、太阳能电池、光催化以及光电器件等领域具有潜在应用价值而受到科学界广泛青睐。有关其制备、结构与性能关系以及上转换吸收效应的研究是当前国内外研究领域内的前沿课题之一。本论文研究的主要内容和成果包括：1.材料的合成为了提高TTA上转换效率，我们合成了一系列金属卟啉-蒽衍生物，分别被命名为PdTPP、PtT

4、PP、PdMeTPP、PdBrTPP、DPA、DTACl、DNAMe、DNACl和DNACN。在TTA-UC过程中，其分别为有着长三线态磷光寿命的敏化剂（PdTPP、PtTPP、PdMeTPP和PdBrTPP）以及有着高荧光量子效率的发光剂（DPA、DTACl、DNAMe、DNACl和DNACN）。2.金属配位对上转换效率的影响我们系统对比了双组分PdTPP/DTACl和PtTPP/DTACl的上转换现象，得出钯金属配位的敏化剂有利于三线态-三线态湮灭上转换。在DMF溶剂中，由钯配位的三线敏化剂PdTPP呈现了

5、长磷光寿命（9.63μs）,4-1较少非磷光衰减速率常数（9.75×10s）和较大的磷光量子产率（0.45%），所以在-260mW·cm的低功率密度光源激发下，双组分体系PdTPP/DTACl的绿色到蓝色上转换效率（Φuc）高达10.33%，而掺合PtTPP的DTACl的只有7.15%，所以说，金属钯配位比铂配位的敏化剂更有利于提高上转换效率。3.重原子效应我们系统比较了外重原子效应（溶剂重原子效应）和内重原子效应（取代基重原子效应）对TTA上转换过程的影响。首次发现，由于外重原子效应2（溶剂重原子效应），在功

6、率密度30mW/cm激发（λex=532nm）下，以DPA（9,10-二苯基蒽）为发光剂，以四苯基卟啉钯（II）衍生物为三线态敏化剂，因敏化剂的高磷光寿命（τp）和磷光量子产率（Φp），并具有较小的非磷光衰减速率常数（knp），体系的上转换效率（Φuc）从12.33%显著增加至35.17%；而对于内重原子效应，由于敏化剂外围取代基被重原子取代，其上转换效率确实增加（12.33%-30.18%），所以我们得出外重原子效应比内部重原子效应更有效地提高了上转换效率。由于敏化剂分子内部结构难以修饰，这项研究提供了一种极

7、其简单方法来提高TTA上转换效率。此外，这种高强度的绿色到蓝色上转换荧光可作为光电化学的光源，驱动其在水中制氢。4.新型TTA上转换介质我们首发现一种可包含发光剂（9,10-二萘基蒽衍生物）和敏化剂（四苯基卟啉钯（Ⅱ）衍生物）新型上转换介质：油包水（O/W）型微乳液，这对于三线态-三线态湮灭上转换（TTA-UC）来说是次很具有实际应用价值研究，因为既保持了高的上转换效率（33.68%），也使TTA-UC过程更加操作简单，更加稳定。I万方数据苏州科技学院硕士学位论文摘要本文中，我们还以四甲基苯基卟啉钯（Ⅱ）为敏化

8、剂，以三种9,10-二萘基蒽衍生物分别为发光剂，研究其结构/性能与上转换效率之间的关系。在超低功率密度260mW/cm（λex=532nm）的激发下，在O/W型微乳液介质中，绿色到蓝色上转换荧光的效率（ΦUC）是伴随温度升高而增加，其最大值高达33.68%，这与在纯溶剂（DMF）中的相对应，但重要的是，在O/W型微乳液中的上转换无需脱气，这对于实际应用（上转换荧光为光源驱动的光电化学）