電致磷光變色材料的設計、合成及應用研究.pdf

1、離子型銥配合物不僅具有高的發(fā)光量子效率、良好的光學穩(wěn)定性、長的發(fā)射壽命、大的斯托克斯位移等過渡金屬配合物獨有的性質(zhì)，而且還具有豐富的激發(fā)態(tài)、離子性以及在極性溶劑甚至水溶液中較好的溶解性，這些獨特的性質(zhì)使其在發(fā)光電化學池、化學傳感和生物探針等領域具有潛在的應用前景。離子型銥配合物的激發(fā)態(tài)性質(zhì)，不僅依賴于金屬中心、配體結(jié)構和抗衡離子，而且對外界環(huán)境非常敏感，這就使得離子型銥配合物可以用于構筑優(yōu)異的刺激響應型材料。在本論文中，我們旨在發(fā)展具有

2、優(yōu)異電刺激響應性的離子型磷光銥配合物材料，并研究其在信息記錄和存儲、信息安全中的潛在應用。具體如下：
　　1.基于離子型銥配合物的配體調(diào)控電致磷光變色及其應用研究
　　設計合成了一系列含有不同環(huán)金屬配體、N^N配體為2-吡啶基-苯并咪唑（PbimH）的離子型銥配合物dFpypyIrNH、dFppyIrNH、mppyIrNH、pqIrNH、tpqIrNH、CzpyIrNH。PbimH中的N-H基團不僅對氟離子有響應，而且對電刺

3、激具有響應，表現(xiàn)出電致磷光變色。通過核磁共振氫譜和質(zhì)譜對配合物的結(jié)構進行了表征，并研究了其光物理性質(zhì)。如發(fā)射光譜對氟離子的響應性以及電刺激響應性。這一系列配合物表現(xiàn)出配體依賴的氟離子響應性和電刺激響應性，包括發(fā)光猝滅、發(fā)光藍移和發(fā)光紅移，并且這些材料在陰極附近的電致磷光變色性質(zhì)與對氟離子的響應性保持一致。進一步，我們利用電刺激下dFpypyIrNH陰極猝滅發(fā)光的特征，通過簡單地改變兩種材料的摩爾比或者改變不同的背景發(fā)光材料，實現(xiàn)了多彩的

4、電致發(fā)光變色現(xiàn)象。利用壽命成像技術實現(xiàn)配合物tpqIrNH的自加密和解密。此外，基于多模式電致發(fā)光變色，利用電刺激后的發(fā)光和壽命的變化探究了這些材料在多重信息防偽新技術中的潛在應用。
　　2.含多離子銥配合物的制備及其電致磷光性質(zhì)的研究
　　在CzpyIrNH的基礎上，通過其烷基鏈末端進一步引入咪唑鹽，合成了含有多個陰離子的銥配合物im-CzpyIrNH。配合物im-CzpyIrNH中多離子能夠增強對配合物的N-H的誘導作用

5、，使配合物表現(xiàn)出對外界刺激更加靈敏，不僅可以降低電致發(fā)光變色的驅(qū)動電壓，而且可以提高電致發(fā)光變色的對比度。在應用方面，基于im-CzpyIrNH優(yōu)異的電致磷光變色性質(zhì)，構建了柔性的薄膜信息記錄和存儲器件。
　　3.含雙羥基的離子型銥配合物的制備及其電致磷光變色性質(zhì)
　　我們將4,4'-二羥基-2,2'-聯(lián)吡啶作為N^N配體，設計合成了三種含雙羥基功能團（-OH）的銥配合物dFppyIrOH、ppyIrOH和mppyIrOH，

6、進一步研究這一類配合物對酸堿和電刺激的響應性。由于酚羥基中活潑氫的存在，配合物對外界環(huán)境非常敏感，這三種配合物都表現(xiàn)出明顯的酸堿響應性，此外配合物mppyIrOH和ppyIrOH還表現(xiàn)出了明顯的電刺激響應性。當對其溶液施加電壓后，其陽極附近溶液的發(fā)射光譜發(fā)生紅移，并呈現(xiàn)為橙光發(fā)射，而陰極附近溶液的發(fā)射光譜發(fā)生藍移，并呈現(xiàn)為綠光發(fā)射。這一現(xiàn)象與它們分別加入酸堿的結(jié)果相一致，表明在陽極附近和加入酸一樣，能夠穩(wěn)定配合物的質(zhì)子化形式，而在陰極附