弱光上转换敏化材料的制备与性质研究开题报告

1. 研究目的与意义

上转换（upconversion或uc)是一种通过多光子机制将低能量(长波长)的光转换为高能量(短波长)光的一项技术, 因其在太阳能电池、人工光合作用、光催化以及光电器件等领域的潜在应用价值而受到广泛关注。目前，实现频率上转换的途径有3种：连续能量转移(etu)、双光子吸收(tpa)和三线态一三线态湮灭(tta)。etu和tpa上转换技术存在着严重的缺陷，需要高功率的强光激发，而上转换效率却很低，敏化剂性能不易调节等,都使得这些技术很难实用化。基于三线态湮灭的频率上转换(tta)所需要的激发光能量低(通常1 w／cm2)，最受研究者的青睐。

弱光上转换,即三线态-三线态湮灭上转换(tta-uc)。三线态-三线态湮灭(tta)上转换因其在生物成像、光伏、光催化等领域具有重要的潜在应用价值而受到了广泛关注。三线态敏化剂是tta上转换的一个重要组成部分，其光物理性质极大地影响了tta上转换效率。目前应用于tta上转换的三线态敏化剂主要是一些商品化的过渡金属配合物如钌配合物，卟啉铂、钯配合物等，存在种类少、吸收波长短、可见光吸收弱及三线态寿命短等缺点。

然而，tta 上转换还有很大的发展空间。 目前主要存在的问题有: ( 1 ) 几乎在所有的tta 过程中，金属配合物和受体经碰撞进而传递能量的过程是在除氧的溶剂中进行的，对于无氧条件的要求很大程度上限制了这一极具前景的能量上转换的实际应用。( 2) 文献中尽管也有一部分在掺杂有敏化剂和配体的聚合物薄膜上观察到上转换现象，但是其上转换效率极低，应用价值也很小。( 3) 几乎所有的金属配合物都是采用钌、铂 、铱、 钯等过渡金属， 种类太少，只是在变换配体的结构， 例如采用不同的卟啉衍生物 ( 4) 有机敏化剂也只有少数几种， 受体种类也不多。

2. 研究内容和预期目标

开发出一类适宜于弱光上转换用的具有强可见光吸收,长寿命三重激发态的三线态敏化剂，对其进行红外、核磁、紫外、荧光等TTA相关性质的表征，为弱光频率上转换提供一类新型的含有芘的配体敏化剂。

3. 研究的方法与步骤

一、 (4-溴-苄基）-磷酸三甲脂的制备

称取对溴苄基溴（9.0g，36mmol）和95%亚磷酸三甲脂（7.0g，6.75ml，54mmol）于50ml圆底烧瓶中，沙浴中升温至112℃，搅拌回流17h。停止反应后，在105℃下减压蒸出剩余的亚磷酸三甲脂，得淡黄色固体。产物无需提纯，直接进行下一步反应。

二、 1-溴-4-（2，2-二苯乙烯基）苯的制备

4. 参考文献

[1] Vladimir Yakutkin,Sergei Aleshchenkov, Sergei Chernov,Tzenka Miteva,Gabriele Nelles,Andrei Cheprakov,and Stanislav Baluschev Towards the IR Limit of the Triplet–Triplet Annihilation-Supported Up-Conversion: Tetraanthraporphyrin Chemistry 10.1002/chem.200801305

[2] Tanya N. Singh-Rachford, Felix N. Castellano Photon upconversion based on sensitized triplet–triplet annihilation Coordination Chemistry Reviews 254 (2010) 2560–2573

[3] Angelo Monguzzi, Riccardo Tubino,Sajjad Hoseinkhani, Marcello Campioneb, Francesco Meinardib Low power, non-coherent sensitized photon up-conversion: modelling and perspectives Cite this: Phys. Chem. Chem. Phys., 2012, 14, 4322–4332

5. 计划与进度安排

（1）2022-02-22～2022-03-20 查阅文献，制定实验方案，完成开题报告。

（2）2022-03-21～2022-04-14 熟悉弱光上转换研究的发展，掌握基本实验操作，并开始实验。

（3）2022-04-15～2022-04-20 总结前期工作，完成中期汇报。

（4）2022-04-21～2022-05-06 改善实验方案，优化实验。