卟啉-蒽衍生物二元體系制備與弱光上轉(zhuǎn)換性能研究.pdf

1、三線態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換有機材料由于在上轉(zhuǎn)換激射、三維光存儲、三維熒光顯微/成像、太陽能電池、光催化以及光電器件等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價值而受到科學(xué)界廣泛青睞。有關(guān)其制備、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系以及上轉(zhuǎn)換吸收效應(yīng)的研究是當(dāng)前國內(nèi)外研究領(lǐng)域內(nèi)的前沿課題之一。
　　本論文研究的主要內(nèi)容和成果包括：
　　1.材料的合成為了提高TTA上轉(zhuǎn)換效率，我們合成了一系列金屬卟啉-蒽衍生物，分別被命名為PdTPP、PtTPP、PdMeTPP、PdBrTPP、DP

2、A、DTACl、DNAMe、DNACl和DNACN。在TTA-UC過程中，其分別為有著長三線態(tài)磷光壽命的敏化劑（PdTPP、PtTPP、PdMeTPP和PdBrTPP）以及有著高熒光量子效率的發(fā)光劑（DPA、DTACl、DNAMe、DNACl和DNACN）。
　　2.金屬配位對上轉(zhuǎn)換效率的影響我們系統(tǒng)對比了雙組分 PdTPP/DTACl和PtTPP/DTACl的上轉(zhuǎn)換現(xiàn)象，得出鈀金屬配位的敏化劑有利于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換。在D

3、MF溶劑中，由鈀配位的三線敏化劑PdTPP呈現(xiàn)了長磷光壽命（9.63μs）,較少非磷光衰減速率常數(shù)（9.75×104s-1）和較大的磷光量子產(chǎn)率（0.45％），所以在60mW·cm-2的低功率密度光源激發(fā)下，雙組分體系PdTPP/DTACl的綠色到藍色上轉(zhuǎn)換效率（Φuc）高達10.33%，而摻合PtTPP的DTACl的只有7.15%，所以說，金屬鈀配位比鉑配位的敏化劑更有利于提高上轉(zhuǎn)換效率。
　　3.重原子效應(yīng)我們系統(tǒng)比較了外重原

4、子效應(yīng)（溶劑重原子效應(yīng)）和內(nèi)重原子效應(yīng)（取代基重原子效應(yīng)）對TTA上轉(zhuǎn)換過程的影響。首次發(fā)現(xiàn)，由于外重原子效應(yīng)（溶劑重原子效應(yīng)），在功率密度30mW/cm2激發(fā)（λex=532nm）下，以DPA（9,10-二苯基蒽）為發(fā)光劑，以四苯基卟啉鈀（II）衍生物為三線態(tài)敏化劑，因敏化劑的高磷光壽命（τp）和磷光量子產(chǎn)率（Φp），并具有較小的非磷光衰減速率常數(shù)（knp），體系的上轉(zhuǎn)換效率（Φuc）從12.33%顯著增加至35.17%；而對于內(nèi)重原

5、子效應(yīng)，由于敏化劑外圍取代基被重原子取代，其上轉(zhuǎn)換效率確實增加（12.33%-30.18%），所以我們得出外重原子效應(yīng)比內(nèi)部重原子效應(yīng)更有效地提高了上轉(zhuǎn)換效率。由于敏化劑分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)難以修飾，這項研究提供了一種極其簡單方法來提高TTA上轉(zhuǎn)換效率。此外，這種高強度的綠色到藍色上轉(zhuǎn)換熒光可作為光電化學(xué)的光源，驅(qū)動其在水中制氫。
　　4.新型TTA上轉(zhuǎn)換介質(zhì)我們首發(fā)現(xiàn)一種可包含發(fā)光劑（9,10-二萘基蒽衍生物）和敏化劑（四苯基卟啉鈀（Ⅱ

6、）衍生物）新型上轉(zhuǎn)換介質(zhì)：油包水（O/W）型微乳液，這對于三線態(tài)-三線態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換（TTA-UC）來說是次很具有實際應(yīng)用價值研究，因為既保持了高的上轉(zhuǎn)換效率（33.68%），也使TTA-UC過程更加操作簡單，更加穩(wěn)定。本文中，還以四甲基苯基卟啉鈀（Ⅱ）為敏化劑，以三種9,10-二萘基蒽衍生物分別為發(fā)光劑，研究其結(jié)構(gòu)/性能與上轉(zhuǎn)換效率之間的關(guān)系。在超低功率密度60mW/cm2（λex=532nm）的激發(fā)下，在O/W型微乳液介質(zhì)中，綠色到藍