激发态分子内质子转移化合物的凝胶化及其高压光物理现象研究

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激发态分子内质子转移(ESIPT)化合物是一类具有广阔前景的光功能材料。在过去的十几年中,人们对有机小分子凝胶(LMOGs)的设计、合成及其性质进行了较为广泛的研究。超声作用可以破坏分子内的π-π相互作用和分子间弱的非键相互作用,通常被认为是一种不合适的调控方式用于形成有机小分子凝胶。本论文中,我们设计合成了一个有机小分子化合物1,4-氨基(2-羟基苯基)苯并噁唑3.氨基苯基苯并噻唑二辛基胺缩三聚氯嗪,研究发现,在甲苯/甲醇=1:2(vol/vol)的混合溶剂中,只有利用超声才能使之形成凝胶,加热冷却的方法不能形成凝胶,而形成针状结晶。通过热性质、DSC、XRD等手段,发现该有机小分子在超声的作用下会发生相变,通过红外光谱研究发现,分子间氢键的形成对其形成凝胶起到了一定的作用。   为了进一步拓宽该有机小分子凝胶的功能应用性,我们将其与和它结构非常类似的化合物2,4-氨基(2-羟基苯基)苯并噁唑5-氨基(2-羟基苯基)苯并噻唑二辛基胺缩三聚氯嗪,掺杂于凝胶体系中,利用超声诱导成功地制备了有机发光纳米异质结构材料。通过荧光显微镜的观察,可以很明显的观察到青色和橙红色的异质结发光。   影响有机化合物发光效率的因素可以分为内在因素和外在因素两种类型。内在因素方面,对于单个发光分子,内转换是分子激发态最主要的非辐射失活途径。外在因素方面,对发光材料来讲,其性质不仅跟材料本身有关,而且受环境因素如温度,介质、压力等的影响很大。本论文设计合成了基于ESIPT化合物邻苯二甲醛缩4-氨基(2-羟基苯基)苯并噁唑和对苯二甲醛缩4-氨基(2-羟基苯基)苯并噁唑,研究了该类化合物在不同压力下的发光情况。研究结果发现,这一类化合物随着压力的增加其发光呈现先上升后下降的趋势。在常压至1.2GPa的压力范围内,其发光随着压力的增加而增强,之后随着压力的增加发光又会逐渐减弱。通过对模型化合物苯甲醛缩4-氨基(2-羟基苯基)苯并噁唑的性质研究以及理论计算的结果,分析了该光物理过程的原因。在常压至1.2GPa的压力范围内,压力限制分子内C=N双键的伸缩振动以及与其邻近苯环的扭曲振动,降低内转换速率,从而导致了其发光增强;之后随着压力的增加,分子间相互作用增加,使非辐射衰减又逐渐增大,发光强度又会随着压力的增加逐渐下降。   对三嗪类激发态分子内质子转移化合物1,4.氨基(2-羟基苯基)苯并噁唑3-氨基苯基苯并噻唑二辛基胺缩三聚氯嗪样品的两个不同的相行为的发光行为进行了压力效应研究。两个不同相的样品经过加压过程,当压力撤除后,发光行为发生了不同的变化。压力减小了化合物1分子间距离,导致了非晶态的样品趋于结晶态的样品发光。研究结果对更好的了解发光材料的发光本质以及同结构的关系,指导制备性能更优良的发光材料具有一定的意义。
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