论文部分内容阅读
苝酰亚胺及其衍生物具有大平面共轭结构、高光热稳定性及高荧光量子产率，在发光领域具有广阔的应用前景。稀土元素及其配合物具有独特的能级层结构、高发光效率和高光转换效率。本论文利用氮杂环通过C-N偶联对苝酰亚胺湾位进行修饰，研究了氮杂环对苝酰亚胺衍生物光学性质的影响；利用稀土配合物与苝酰亚胺衍生物制备了稀土金属有机配合物，通过对配合物的光学性质研究，对其荧光共振能量转移（FRET）效应进行了评价。 1.以3,4,9,10-苝四甲酸二酐（PTCDA）为原料，制备了1,7-二溴-N,N′-二丁基-3,4,9,10-苝酰亚胺（PDI-Br2），通过C-N偶联在1,7-位分别引入四氢吡咯（THP）、六氢吡啶（HHP）和环己亚胺（HMI）氮杂环取代基，合成了1,7-二(四氢吡咯)-N,N′-二丁基-3,4,9,10-苝酰亚胺（PDI-(THP)2）、1,7-二(六氢吡啶)-N,N′-二丁基-3,4,9,10-苝酰亚胺（PDI-(HHP)2）和1,7-二(环己亚胺)-N,N′-二丁基-3,4,9,10-苝酰亚胺（PDI-(HMI)2）。利用核磁共振氢谱（1H NMR）、核磁共振碳谱（13C NMR）和质谱（MS）进行了结构表征，通过紫外-可见光谱（UV-Vis）和荧光光谱（FL）进行了光学性质研究，采用参比法计算了荧光量子产率。结果表明，在二氯甲烷溶液中，PDI-(THP)2、PDI-(HHP)2和PDI-(HMI)2的最大吸收波长（λmax）分别为699、683和708 nm，在λex=430 nm激发，最大发射波长（λem）分别为735、753和752 nm，较PDI-Br2的λmax（523 nm）和λem（549 nm）均出现了明显红移。PDI-(THP)2、PDI-(HHP)2和PDI-(HMI)2的λmax、λem和Stokes位移（△λ）受溶剂分子偶极矩的影响较为明显，其荧光量子产率均明显低于PDI-Br2。 2.以1,10-菲啰啉（Phen）、2-噻吩甲酰三氟丙酮（TTA）、PDI-(HHP)2和EuCl3·6H2O为原料，制备了Eu(Ⅲ)(TTA)3(N-phen-PDI-(HHP)2)配合物。利用FTIR、1H NMR和MS进行了结构表征，采用UV-Vis和FL进行了光学性质研究。结果表明，Eu(Ⅲ)(TTA)3·2H2O在340 nm处有较强吸收，在612 nm处有较强的荧光发射；N-phen-PDI-(HHP)2在550-850 nm有较强吸收，在690-850 nm有较强荧光发射。Eu(Ⅲ)(TTA)3(N-phen-PDI-(HHP)2)配合物在紫外-可见光区以及近红外光区的吸收波长范围更宽。通过对比PDI-(HHP)2与Eu(Ⅲ)(TTA)3(phen)的共混物、N-phen-PDI-(HHP)2配体和Eu(Ⅲ)(TTA)3(N-phen-PDI-(HHP)2)配合物在340 nm激发产生的荧光光谱发现，Eu(Ⅲ)(TTA)3(N-phen-PDI-(HHP)2)配合物表现出一定程度的FRET效应。