基于芴基小分子的主客体掺杂型有机长余辉晶体研究

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当前,有机长余辉材料因具有价格低廉、合成简便、生物相容性好以及功能团易修饰等优点成为了研究的重点和热点,而有机晶态材料的刚性环境可以抑制三重态激子的非辐射跃迁,有利于增强长余辉材料的发光效率,使得有机晶态长余辉材料在设计制备、机理研究以及实际应用方面均有重要价值。与此同时,有机长余辉材料的水氧稳定性也是亟待解决的热点问题之一。本文创造性地将芴基衍生物微量掺杂至有机小分子4-甲基二苯胺(MDPA)中,构建了一类水氧稳定型纯有机长余辉晶体材料,深入研究了这类材料的材料形貌、光物理性能、长余辉发光机理以及可控制备,重点探索了其在防伪和信息加密上的应用潜力。主要内容如下:1、我们在空气环境中,将客体材料芴基衍生物9,9-二甲氧基2-N,7-N二苯基2-N,7-N二-对甲苯基-9H-芴-2,7-二胺(DDF2o)微量掺杂至主体材料MDPA中,利用水溶液中结晶的方法,制备出一种主客体掺杂型有机长余辉晶体材料MDPA:DDF2o。掺杂晶体在光激发下显示出光致发光,关闭激发光源后显示出优异的长余辉性能,余辉时间可持续8秒以上并在水氧条件下长期稳定。由此,我们提出了通过主客体电子转移效应诱导产生长寿命电荷分离态来实现长余辉性能水氧稳定材料的设计思路。我们利用MDPA:DDF2o掺杂晶体与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制备出分散性好的水性浆料,通过印刷二维码的直观形式,突出了主客体掺杂型有机长余辉晶体材料于防伪与信息加密领域的应用潜力。2、我们保持主体材料MDPA不变,在掺杂比例和制备条件一致的条件下,将客体分子DDF2o进行替换,制备了另两种主客体掺杂晶体材料,并分析了系列材料的晶体形貌、电化学及稳态光谱性质。结果显示,客体分子结构的改变对长余辉性能影响明显,非D-A结构的掺杂晶体无长余辉性能,具有D-A结构的掺杂晶体长余辉性能却因客体分子的不同而体现出显著差异。这一定程度上证实了利用修饰客体分子来调控掺杂晶体长余辉性能的可行性,也促使我们在未来的工作中进一步探索这类材料的长余辉性能影响因素。
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