電致磷光變色材料的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)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(xué)穩(wěn)定性、長(zhǎng)的發(fā)射壽命、大的斯托克斯位移等過(guò)渡金屬配合物獨(dú)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(dú)特的性質(zhì)使其在發(fā)光電化學(xué)池、化學(xué)傳感和生物探針等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)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(gòu)和抗衡離子，而且對(duì)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(gòu)筑優(yōu)異的刺激響應(yīng)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(yīng)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(chǔ)、信息安全中的潛在應(yīng)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(yīng)用研究
　　設(shè)計(jì)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(tuán)不僅對(duì)氟離子有響應(yīng)，而且對(duì)電刺

3、激具有響應(yīng)，表現(xiàn)出電致磷光變色。通過(guò)核磁共振氫譜和質(zhì)譜對(duì)配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并研究了其光物理性質(zhì)。如發(fā)射光譜對(duì)氟離子的響應(yīng)性以及電刺激響應(yīng)性。這一系列配合物表現(xiàn)出配體依賴的氟離子響應(yīng)性和電刺激響應(yīng)性，包括發(fā)光猝滅、發(fā)光藍(lán)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(duì)氟離子的響應(yīng)性保持一致。進(jìn)一步，我們利用電刺激下dFpypyIrNH陰極猝滅發(fā)光的特征，通過(guò)簡(jiǎn)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(shí)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(shù)實(shí)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(shù)中的潛在應(yīng)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(chǔ)上，通過(guò)其烷基鏈末端進(jìn)一步引入咪唑鹽，合成了含有多個(gè)陰離子的銥配合物im-CzpyIrNH。配合物im-CzpyIrNH中多離子能夠增強(qiáng)對(duì)配合物的N-H的誘導(dǎo)作用

5、，使配合物表現(xiàn)出對(duì)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(dòng)電壓，而且可以提高電致發(fā)光變色的對(duì)比度。在應(yīng)用方面，基于im-CzpyIrNH優(yōu)異的電致磷光變色性質(zhì)，構(gòu)建了柔性的薄膜信息記錄和存儲(chǔ)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(shè)計(jì)合成了三種含雙羥基功能團(tuán)（-OH）的銥配合物dFppyIrOH、ppyIrOH和mppyIrOH，

6、進(jìn)一步研究這一類配合物對(duì)酸堿和電刺激的響應(yīng)性。由于酚羥基中活潑氫的存在，配合物對(duì)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(yīng)性，此外配合物mppyIrOH和ppyIrOH還表現(xiàn)出了明顯的電刺激響應(yīng)性。當(dāng)對(duì)其溶液施加電壓后，其陽(yáng)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(lán)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(yáng)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