金屬配合物光物理性質(zhì)及其傳感體系研究.pdf

1、過渡金屬配合物具有良好的光學(xué)及電學(xué)性質(zhì)。當(dāng)有機(jī)金屬配合物以重金屬離子為核心時(shí)具有更強(qiáng)的自旋-軌道耦合作用，從而使得其系間竄越變得高效，同時(shí)其三重激發(fā)態(tài)到基態(tài)之間的輻射躍遷變得更容易。因此，其制備的OLED可以同時(shí)利用單重態(tài)和三重態(tài)激子的能量，從而得到強(qiáng)的磷光。
　　本論文重點(diǎn)研究了磷光金屬配合物研究與應(yīng)用所面臨的關(guān)鍵技術(shù)問題，主要包含金屬配合物光物理性質(zhì)與稀土上轉(zhuǎn)換傳感體系的構(gòu)建，取得創(chuàng)新性成果。
　　為提高磷光配合物[Ir

2、(acac-F6)(F-BT)2]的發(fā)光效率，本論文將氟引入磷光銥配合物的研究發(fā)現(xiàn)，引入本論文提出的新型配體，即氟基（F-BT2）配體和乙酰丙酮（acac-F6）螯合劑，其形成了全新分子結(jié)構(gòu)的新型磷光銥材料[Ir(acac-F6)(F-BT)2]，成功改變了配合物的最低未占分子軌道（LUMO）和最高分子未占軌道(HOMO)，從而提高了其穩(wěn)定性和光譜性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該新型磷光配合物[Ir(acac-F6)(F-BT)2]發(fā)光效率提升了

3、45％以上，且熱穩(wěn)定性顯著改善。同時(shí)，制備的OLED亮度由20000cd/cm2提升到了27000 cd/cm2，幅度達(dá)30%。另外，實(shí)驗(yàn)表明最佳氟摻雜濃度為12%，過量F原子不利于器件的亮度和熱穩(wěn)定性等。
　　磷光銥配合物作為良好的光電材料具有發(fā)射波長可調(diào)、量子效率高、激發(fā)態(tài)壽命短等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前有機(jī)發(fā)光材料研究與應(yīng)用的主流。但銥配合物也存在多峰發(fā)射、制備復(fù)雜、發(fā)光易淬滅等問題。磷光型氯摻雜的錸配合物由于其自身接近銥配合物的眾多優(yōu)

4、點(diǎn)而越來越受到重視，但氯摻雜的錸配合物成本高、發(fā)光中心熒光成分占比大。為此，本論文提出并采用合成的含溴配體（Br-PO）制備了新型錸配合物[Re(CO)3(Br-PO)Br]。研究發(fā)現(xiàn)，本文提出的溴摻雜錸配合物可以有效將熒光性組分轉(zhuǎn)化為磷光性組分，既可提高器件亮度，又可降低制備成本。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該新型錸配合物制備的OLED的發(fā)光中心熒光組分大幅衰減，并轉(zhuǎn)化為磷光組分，最高亮度較不含含溴配體的氯摻雜錸配合物OLED提高20%以上。

5、>　　摻餌的金屬配合物廣泛應(yīng)用于低成本光學(xué)放大材料，但餌配合物溶解度低，導(dǎo)致?lián)诫s濃度低，纖維不連續(xù)，不可彎曲，材料不均一，發(fā)光不穩(wěn)定等。本論文提出了一種采用新型含氮配體（IPD）合成新型鉺配合物[Er(DBM)3IPD]，并將其引入高分子聚合物聚維酮（PVP）纖維中，有效解決了上述問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其光物理數(shù)據(jù)、晶體結(jié)構(gòu)和形貌分析表明，新型IPD配體有效敏化了鉺發(fā)光中心，為輻射躍遷提供了最佳條件，抑制了猝滅效應(yīng)，增強(qiáng)了發(fā)光強(qiáng)度和大幅提高了

6、光穩(wěn)定性，且復(fù)合纖維的形貌平滑，纖質(zhì)均一、連續(xù)，彎曲性好。
　　基于檢測汞等有害重金屬離子的傳感器易受背景熒光干擾，選擇性低，本論文提出一種新的檢測方法，即采用新型上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料[β-NaYF4:Yb3+/Er3+]和羅丹明衍生物熒光開啟型探針的組合，制備新型汞等重金屬離子監(jiān)測傳感系統(tǒng)。上轉(zhuǎn)換激發(fā)材料可以吸收紅外輻射，釋放適合于探針的激發(fā)光，避免探針和共存發(fā)光源直接激發(fā)，可有效消除了背景熒光干擾。熒光開啟型探針發(fā)光強(qiáng)度隨特定被分析

7、物濃度增加而增強(qiáng)，非探測物不能使發(fā)光增強(qiáng)，可有效消除來自其它金屬離子或發(fā)光猝滅中心的影響，提高選擇性。本論文成功制備了采用新型上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料[β-NaYF4:Yb3+/Er3+]作為激發(fā)源，以羅丹明衍生物為熒光開啟型探針的汞離子復(fù)合材料傳感器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該汞離子傳感體系可適應(yīng)多種環(huán)境，激發(fā)源和探針分子之間能有效傳遞信息，發(fā)光強(qiáng)度與汞離子濃度成線性響應(yīng)，熒光信號(hào)對其它金屬離子無響應(yīng)，具有良好的選擇性，有效改善了基于熒光關(guān)閉型傳感器選擇