三苯乙烯衍生物的制备与聚集态发光性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

上转换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。.目前实现上转换的技术有很多, 例如利用具有较大双光子吸收截面的染料实现双光子上转换, 或者利用稀土材料等实现光波频率的上转换等。 但是这些上转换技术存在诸多缺陷, 如所需激发光能量高, 一般需要 106 w/cm, 远远高于太阳光在地表的辐射能量(100 mw/cm2, 地面上太阳能标准采用 am1.5g), 另外, 上转换量子效率低, 光敏剂性能不易调节等, 都使得这些技术很难实用化.

近年来, 基于三重态-三重态湮灭(triplet-triplet annihilation, 简称 tta)的上转换技术因其能解决上述上转换技术的缺陷而受到科学家的广泛关注。这类上转换技术所需激发光能量低(地表太阳光能量便能实现)， 上转换量子效率高, 通过独立选择能量给体与受体(考虑能级匹配)而实现激发波长与发射波长的可调, 即实现将不同波段的光转换为高能量的光.

基于tta机理的上转换体系主要由两部分组成, 三重态能量给体(光敏剂)与三重态能量受体(湮灭剂)。三重态光敏剂受光激发到达其激发单重态, 通过系间窜越(一般需要重元素参与)达到三重态, 处于三重态的光敏剂分子将其能量传递给受体分子的三重态(通常是通过 dexter 机制传递能量, 即给体与受体分子需要碰撞传递能量), 处于三重激发态的受体浓度达到一定程度后, 两个处于三重激发态的受体分子相互碰撞, 以一定的几率产生一个单重激发态的受体, 另一个受体则回到基态, 此时处于单重激发态的受体发射出荧光而回到基态. 由于产生荧光发射需要两个三重态分子参与反应, 因此, 上转化的荧光强度通常与入射光 强度呈现二次方关系。与三重态敏化剂的发展相比, 三重态受体的发展受到较少关注，我们课题组已经研究了许多在532nm波段性能优异的光敏剂，如金属卟啉、酞菁络合物等，但发光剂的研究仍有许多不足。所以，研究高效的发光受体成了当务之急。基于此，本项目以1,10-邻菲啰啉为前驱体，制备2位取代的衍生物，研究取代基位置对其能级水平和光物理性能的影响，并将其作为发光剂应用于tta上转换研究。

2. 研究内容和预期目标

（1）制备2位取代邻菲啰啉衍生物，通过核磁共振氢谱、碳谱和红外光谱表征分子结构。

（2）研究发光剂的紫外吸收光谱、荧光光谱性质；利用电化学工作站测试电化学性能并计算分子的能级水平；测试热稳定性。

（3）将敏化剂与发光剂以不同的浓度比组合，测其在特定波长的激光下的上转换现象，研究上转换强度与浓度配比的关系；

3. 研究的方法与步骤

（1）制4-（2,2-二苯乙烯基）苯硼酸

（2）2-溴-1,10-菲啰啉与4-（2,2-二苯乙烯基）苯硼酸制2位取代邻菲啰啉衍生物（2-dp）

4. 参考文献

[1]童碧海, 马鹏, 张曼,等. 以邻菲罗啉为第二配体的铱配合物及其电致化学发光性能[j]. 发光学报, 2014, 35(7):813-818.

[2]崔林松. 蓝色磷光主体材料的设计、合成及其性能研究[d]. 苏州大学, 2014.

[3]曾知音，罗芳，孙威，等.邻菲啰啉化学发光体系稳定性的研究[j].中国食品学报，2014,14（3）：64-71.

5. 计划与进度安排

2022-12-19～2022-01-13 查阅文献，制定实验方案，完成开题报告。

2022-02-20～2022-03-12 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。

2022-03-13～2022-04-14合成目标产物，进行性能测试。