基于共轭有机硼化合物的多功能发光材料的分子设计

设计了6种可作有机发光二极管(OLEDs)发光材料和空穴传输材料的π-共轭有机硼化合物。利用密度泛函(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了它们的前线分子轨道、吸收光谱、荧光光谱以及电荷传输性质。通过前线分子轨道分析发现,所设计化合物的吸收和荧光发射导致的电子跃迁具有明显的分子内电荷转移特性。引入不同的π-共轭桥影响化合物的前线分子轨道能量、能隙、光学和电荷传输性质。同时,预测了所设计化合物的电子和空穴的迁移率。研究结果表明,所设计的π-共轭有机硼化合物有望成为性能良好的有机发光二极管的发光材料和空穴传输材料。     

有机电子学与光电子学材料研究的近期进展(Ⅱ)

本文第一部份已经介绍厂近年来有机电子学与光电子学发展的大致情况,概述了有机材料在微电子学与光电子学中已有的及潜在的应用,讨论了几种新型有机导电材料。本文第二部份主要介绍目前的有机非线性光学新材料,有机光记录材料,以及有机光色变材料的一些研究情况。有机非线性光学新材料一般认为,有机分子晶体和共轭高分子晶体中的光学非线性,起源于共轭π电子系统的激发。由于电子激发的弛豫时间很短,故有机非线性光学材料的响应时间极短,加之这类材料的光学非线性系数远比无机材料     

π电子共轭键结构对材料非线性光学性能影响研究

合成了具有不同π电子共轭键3个新的有机光学材料4-(吡啶-4-乙烯),4'-(N,N-二羟乙基氨基)二乙烯苯(a),N-((4-(N,N-二羟乙基氨基)-苯亚甲基)-4-(吡啶-4-乙烯)苯胺(b)和4-(吡啶-4-乙烯),4'-(N,N-二羟乙基氨基)偶氮苯(c),使用脉宽8ns波长532nm调Q倍频ns/ps Nd:YAG脉冲激光系统测试了它们的非线性光学性能,研究了分子结构与非线性光学性能之间的关系.结果显示这些化合物具有大的三阶非线性光学系数,这可能来源于它们长的D-π-A共轭电子结构;以N=N双键为共轭键的化合物的非线性光学性能优于以C=N或G=C双键为共轭键的化合物.     

太阳能电池有机电子传输材料研究新进展

当今能源危机问题日益紧迫,以太阳能为代表的新能源开发成为研究热点。有机半导体材料具有成本低廉、可塑性强、性能优异等特点,因此在太阳能电池领域中具有极大的应用前景。研发性能优异、成本低、稳定性高的有机电子传输材料是太阳能电池研究领域的重要内容。总结了近年来有机电子传输材料的研究进展和发展方向,按照其分子结构分为富勒烯衍生物、大π共轭体系、非π体系、改性材料、碳纳米材料等5类体系,分别介绍了其结构特性,讨论了其在太阳能电池应用中存在的问题及解决方法,综述了该领域的最新研究成果,最后总结了开发新型高效的有机电子传输材料的研究方向。     

新型二吡咯类有机荧光材料的合成及其性能研究

以富电子基团吡咯并[3,2-b]吡咯作为电子给体,在其2,5取代位上修饰不同的电子受体,设计合成了两个D-π-A结构的有机荧光材料2,5-二(4-(苯磺酰基)苯基)-1,4-二(4-叔丁基苯基)吡咯并[3,2-b]吡咯(DPSPP)和2,5-二(5,5-二氧-2-二苯并噻吩基)-1,4-二(4-叔丁基苯基)吡咯并[3,2-b]吡咯(BTPP)。通过热重分析研究了其热稳定性,通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱以及电化学法系统分析了其光致发光性能和结构的关系。通过改变吸电子能力以及共轭程度的大小,实现了发光光谱从蓝光到绿光的系统调节并伴随较高的荧光量子产率达到90%以上,在有机发光领域具有潜在的应用前景。     

双偶氮吡啶的多种合成方法

1,4-二[2-(4-吡啶)乙烯基]-苯(简称BPEB)是一种暗红色固体.是一种典型芳香族共轭大π键的化合物及重要的有机发光材料.BPEB可应用于发光二极管(LED),发光电化学池(LEC),光伏打电池等器件.这类化合物不仅可以作为发光材料,还可以通过修饰得到具有分子或离子识别、信息存储性能的特殊功能材料.本文阐述了BPEB的几种合成方法,并对这些合成方法进行了分析比较,得出了合理的工艺路线及适宜的工艺条件.     

手性导电高分子聚合物的研究进展

手性导电高分子聚合物在手性高分子领域里有很多独特的化学性质,已成为功能材料领域的研究热点。综述了聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等一些经典手性导电高分子聚合物的合成途径:当共轭的导电聚合物链上带有对映体纯取代基或有手性的掺杂阴离子时,其光学活性可以被π-π*电子吸收带所诱导;阐述了它们的合成发展史、现状、显著特性及手性导电高聚合物的应用前景。     

导电性高分子的大量合成

1.前言作为导电性高分子,像图1所示的大π键共轭体系聚合物引起了人们的关注。因其共轭长链的存在,通过掺杂,这些聚合物便表现出了导电性。作为加工性优良的新型导电材料,它们有希望在电子工业领域获得应用。     

一类新型的D-π-A型偶极分子的合成及光学性能研究

以对甲基苯甲酸(p-methylbenzoic acid,简写为PMBA)为骨架,通过霍纳尔-沃兹沃思-埃蒙斯(HWE)反应合成了7个电子给体-π-电子受体(D-π-A)型有机双光子吸收(TPA)材料分子,化合物结构用核磁共振氢谱(1 H NMR)和质谱(MS-EI)进行了表征和分析;光学性质用紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光(PL)光谱进行了研究,结果发现,在5.0×10-6 mmol/L二氯甲烷溶剂中,各化合物的紫外最大吸收波长在368～396nm之间,而最大发射峰荧光发射波长位于489～525nm之间,发出较强的蓝光。是一类具有潜在应用的新型有机发光材料分子。     

新型噁二唑电子传输材料的分子设计合成、结构与性能关系研究

随着有机电致发光器件(OELD)的发展,有机电子传输材料研究逐渐引起人们广泛兴趣.制备了3种不同长共轭结构的新型2,5-二芳基-1,3,4-噁二唑类衍生物(4a～4c),以FTIR、1HNMR、TGA、C-V、UV-vis、FL对化合物的结构与性能进行了表征和研究.结果显示,噁二唑类衍生物分子结构对其热稳定性和分子的能级结构明显产生影响,分子中π电子共轭程度提高可有效地提高电子亲和势,分子极性和分子共轭度提高均有利于提高噁二唑衍生物(4c)的热稳定性.     

新型共轭微孔聚合物材料的制备及应用

新型共轭微孔聚合物(CMPs)作为多孔有机材料中的一类,由于自身独特的π-π共轭结构、永久的微孔性、良好的物理化学稳定性、可调控的比表面积和孔性能等,近几年来,在储能、储气、催化剂、吸附、生物传感器和光捕获等领域广泛应用。重点介绍了CMPs灵活多样化的设计理念、多种制备方法以及目前存在的众多应用,并对这类新型共轭微孔材料目前存在的问题进行总结。     

轮烯金属配合物应用于高密度光存储体系的研究

随着信息技术的高速发展,海量数据存储对媒介的存储容量提出了更高要求。与高密度可录光盘匹配的有机记录材料研发也日新月异。酞菁类材料在红外光波段的光存储体系中得到了成功应用,寻找一种具有类似大共轭环π键体系的短波长分子将是新高密度光存储体系开发的关键。二茂铁取代四氮〔14〕轮烯合镍（Ⅱ）具有大环共轭体系,材料分子的吸收光谱在650nm处有适当的吸收,能与DVD的读写激光匹配。材料的灵敏度和热稳定性也基本达到使用要求,可作为一种新型可录光盘记录材料进行开发。     

用于包装防伪的稀土上转换发光材料

目的 从增强稀土离子发光的角度考察上转换发光调控及性能,综述稀土发光材料在光学防伪领域的应用,以期为上转换材料与包装材料的功能化研究提供参考。方法 检索近几年文献,介绍上转换发光纳米材料的发光机理、发光性能及调控、光学材料打印技术的研究进展。结果 稀土掺杂的上转换发光纳米材料表现出优异的发光性能,但随着粒径减小,纳米颗粒出现发光效率、量子产量低的问题。利用纳米颗粒表面钝化、表面等离子体耦合、与有机配体结合和外场调节等手段,可以使发光材料的发光效能显著增强。利用喷墨打印、丝网印刷、纳米压印光刻和气溶胶喷印等技术,可以使稀土掺杂的上转换发光纳米材料被打印成多样的防伪图案,在光学防伪、信息存储与标记等领域具有重大应用潜力,有望成为新型功能包装材料。结论 在光学材料合成技术、光学调控和打印技术的共同推动下,稀土掺杂上转换发光纳米材料因其特殊的光学特性,有望为功能化包装防伪技术作出贡献。     

9,9′-联芴烯衍生物在有机光伏电池中的应用

由于具有独特的14π电子芳香结构和扭曲的非平面构型,9,9′-联芴烯衍生物成为近年来被广泛研究的一类新型有机光伏材料。9,9′-联芴烯衍生物含有两个刚性平面内的联苯单元,因此具有良好的热稳定性和化学稳定性;且其具有优良的光电特性,很容易接受电子,从而提升自身的最低未占分子轨道(LUMO)能级,使得其有机光伏器件的开路电压增大。此外,9,9′-联芴烯有12个不同的取代位,与富勒烯衍生物相比,其结构更具灵活性。但是,该类化合物的电子迁移率较低,使得其光伏电池的光电转化效率过低。如何通过提高该类材料的电子迁移率、拓展其光谱吸收范围和吸收强度来提高光伏器件的光电转换效率,受到越来越多的关注和研究。阐述了近年来联芴烯衍生物在有机光伏电池中的研究进展,并对其结构、性能进行了简要的分析。最后,对联芴烯类材料的发展前景进行了展望。     

有机共轭自组装材料及应用

超分子化学自组装的重要研究内容是组装体的分子设计、合成及其组装过程。为了构筑和调控某些具有特殊功能的超分子自组装体,针对不同的应用要求,可引入具有独特光电性质及刚性的有机π-共轭分子作为基本组装单元,通过超分子弱相互作用组装成功能性纳米/微米材料。总结了近年来国内外有机共轭分子的自组装行为,并介绍了其在纳米/微米光波导材料、有机小分子光电器件、分子机器及超分子传感器中的相关应用。     

高效发光的吡啶嗡盐基单组份白光发射材料的研究

发展合成上简单、高发光效率的单组份有机白光发射材料具有重要的科学意义,但极具挑战性。以4′-(4-吡啶基)-2,2′:6′,2″-三联吡啶为原料,设计合成了一个简单且高发光效率的吡啶嗡盐基单组份白光发射材料。基于荧光性能研究发现,该材料在365 nm波长激发下呈现的白光量子产率高达22.4%,且该单组份白光发射材料呈现激发波长依赖的发光特性,发光颜色可从白光变为黄光。研究揭示了对阴离子对有机离子化合物的发光性能具有重要影响,调控对离子是改善有机离子化合物光学性能的一个有效策略。鉴于吡啶嗡盐基单组份白光发射材料优异的发光性能,该简单发光材料将可能应用于白光发射器件或作为信息防伪材料。     

基于异佛尔酮红色发光材料的电化学性质与发光性能

采用电化学循环伏安法和紫外光谱法对系列基于异佛尔酮红色发光材料(DNP-2CN、DPN-2CN、DPN-4CN、NNCa-2CN、PNCa-2CN和PNCa-4CN)的电化学性质进行了研究,并通过紫外光谱法和荧光光谱法测定了此系列材料的光学性质.此类材料均为电子受体-电子给体结构,具有相同的电子受体基团-共轭多腈,不同的电子给体基团-三芳香胺或者N-芳香基咔唑.讨论了分子结构对于化合物的电子能级结构、吸收光谱以及发射光谱的影响.     

氟代有机光电功能小分子材料的研究

有机电致发光材料是有机电致发光器件的基本与核心,发展新型有机光电材料也是国际上此领域的热点。在过去的几十年里,氟化通过降低能级被用来增强小分子或者聚合物的稳定性、电子传输和双极传输性能,尤其是在有机发光二极管中,特别是C-H…F相互作用（类似氢键）在固态堆积时具有重要的作用,能引起典型的π-堆积排列方式,从而增强电荷迁移率。作者研究团队系统地研究了不同位置和数目取代的氟或三氟甲基等吸电子基团对不同材料体系吸收与发射光谱、HOMO／LUMO能级、热性质以及材料的空穴传输和发光性能的影响,同时运用量化计算进行了相应的理论分析,最终发展了一系列新型空穴传输材料、双极性的主体材料以及深蓝光的荧光客体材料。     

有机低分子三阶非线性光学材料

介绍了三阶非线性光学原理.根据分子结构特征对各类有机低分子三阶非线性光学材料的结构与性能关系作了评述,提出了分子设计有机三阶NLO材料的一些规律性结论.离域能小的共轭骨架,长的共轭链,吸供取代基的引入,取代基强的供电子性或吸电子性,长的吸供电子取代基之间的距离,以及良好的共平面程度等因素均有利于获得较大的三阶NLO性能.     

Bi_2WO_6/石墨烯复合材料的制备与光催化应用研究进展

光催化太阳能转换被认为是解决日益严重的能源短缺和环境污染问题的有效途径。因此,探索一种具有优异光催化活性和良好循环性能的新型光催化剂对光催化技术的发展具有重要意义。Bi_2WO_6是最简单的Aurivillius型氧化物,是一种重要的n型半导体材料,具有优异的可见光响应光催化性能,有望应用于有机污染物的降解。然而,单组分Bi_2WO_6存在光生电子-空穴对复合效率高、可见光吸收能力不足等缺点,阻碍了其光催化性能的提高。将石墨烯、碳量子点、TiO2等其他材料与Bi_2WO_6复合,成为解决上述问题的一种有效办法。在众多选择中,石墨烯凭借优异的电化学性质而引起了极大的关注。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的呈六角型蜂巢晶格的新型二维纳米材料,具有优良的导电性和光学性能。当石墨烯与Bi_2WO_6复合后,带来的性能提升主要有:(1)其优异的电子传导能力促进了电荷转移,抑制了光生电子-空穴对的重组;(2)基于石墨烯具有大的π共轭体系和二维平面结构,具有共轭体系的小分子或高分子污染物可通过π-π相互作用很容易地吸附在石墨烯表面上,这有利于催化反应的发生与进行;(3)石墨烯优良的光学性能可增强复合材料的可见光吸收。目前,用来制备Bi_2WO_6/石墨烯复合材料的方法主要有:水热法、溶剂热法、超声波化学合成法等。水热法经济实用,应用最为广泛。溶剂热法因能够利用非水介质的一些特性完成许多在水溶液条件下无法进行的反应而广受青睐。超声波化学合成法凭借独特的声空化效应,在近些年的研究中崭露头角。本文以Bi_2WO_6/石墨烯复合材料的制备方法为分类依据,将其分为水热法、溶剂热法、超声波化学合成法及其他制备方法四类,逐一进行分析、介绍,简述了复合材料的光催化增强机制,概述了复合材料在光催化领域的具体应用,并对Bi_2WO_6/石墨烯复合材料的制备与应用进行了展望。