论文部分内容阅读
光子上转换技术可将低能量光子转换为高能量光子，即实现反斯托克斯位移发光，这一特殊性质使其在生物成像、太阳能转换和光催化等领域展现出广阔的应用前景。实现光子上转换常用的体系主要有:双光子吸收(Two PhotonAbsorption，TPA)或多光子吸收染料、非线性光学材料、稀土掺杂上转换纳米颗粒(Upconversion Nanoparticles，UCNPs)以及近年来成为研究前沿的三重态-三重态湮灭上转换(Triplet-Triplet Annihilation Upconversion，TTA-UC)体系。TTA-UC可以使用非相干光源进行激发，所需激发光功率密度低，激发和发射波长易调节，上转换发光量子效率高，这些优点使TTA-UC近年来受到研究者们的广泛关注。 树枝形聚合物(Dendrimer)是一类由核心、重复单元以及外围基团构成的高度支化大分子，其外围基团数目随代数增加呈指数级别增长。本论文利用树枝形聚合物的结构特点，构筑了两类基于树枝形聚合物结构的TTA-UC体系:一类是将TTA受体共价连接在芳醚树枝形聚合物外围，与三重态光敏剂构筑的基于树枝形聚合物结构受体的分子间TTA-UC体系，另一类是将光敏剂和受体分子分别共价连接在芳醚树枝形聚合物核心和外围，构筑的基于树枝形聚合物结构的分子内TTA-UC体系。通过稳态和瞬态光谱研究了两类体系TTA-UC发光性质以及影响因素，得到了一系列有意义的结果。具体如下: 1.化合物的设计、合成与表征 设计合成了1-4代外围以9，10-二苯基蒽(DPA)修饰的芳醚树枝形聚合物结构受体Gn-DPA(n=1-4);合成了光敏剂5-对羟基苯基-10，15，20-三（对叔丁基苯基）卟啉钯(PdBHP);设计合成了1-4代外围以DPA修饰、核心以PdBHP修饰的芳醚树枝形聚合物PdBHP-Gn-DPA(n=1-4);所合成的化合物经过红外、核磁和质谱的鉴定(G4-DPA和PdBHP-G4-DPA未能获得质谱数据)。 2.基于树枝形聚合物受体的分子间TTA-UC体系上转换发光研究 以PdBHP为光敏剂，Gn-DPA(n=1-4)为受体，构筑了1-4代基于树枝形聚合物结构的TTA-UC体系PdBHP/Gn-DPA(n=1-4)，研究它们的TTA-UC发光及影响因素。在除氧甲苯中，以532 nm光选择性激发光敏剂PdBHP，检测到来自受体DPA官能团的蓝色上转换发光，PdBHP和DPA官能团浓度分别为10μM和80μM时，1-4代PdBHP/Gn-DPA体系TTA-UC发光量子效率分别为3.2％、2.7％、2.2％和0.93％(800 mW/cm2)，研究了激发光强度和受体浓度对TTA-UC发光的影响。 3.基于树枝形聚合物结构的分子内TTA-UC体系上转换发光研究 研究了1-4代PdBHP-Gn-DPA(n=1-4)在除氧甲苯中的TTA-UC发光及影响因素。以532 nm光选择性激发光敏剂PdBHP基团，检测到来自受体DPA官能团的上转换发光，PdBHP-Gn-DPA分子浓度一致时(cGn-DPA-PdBHP=10μM，n=1-4)，1-4代PdBHP-Gn-DPA在除氧甲苯中的TTA-UC发光量子效率分别为0.0021％、0.010％、0.019％和0.066％(800 mW/cm2)，研究了激发光强度和受体浓度对TTA-UC发光的影响。