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供体-受体型环金属铱(Ⅲ)配合物近红外电致发光材料的合成及其性能研究
李茂秋1
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摘要
在过去的二十年中，人们一直非常关注从蓝色到红色的可见光区域铱(Ⅲ)配合物磷光发射材料的研发，但是，关于近红外(NIR)发光的铱(Ⅲ)配合物文献报道仍然较少。然而，NIR发光材料在信息安全设备，通信，生物传感器和光动力疗法方面却具有重要的应用。本文综述了具有供体-受体(D-A)结构的NIR荧光材料和磷光材料的研究进展，并针对发光材料易聚集，电荷传输不平衡等因素导致的发光效率降低的问题，设计合成了两个系列的D-A型NIR环金属铱(Ⅲ)配合物。其结构表征主要通过核磁共振氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)和质谱(MALDI-TOF)，通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光发射(PL)光谱研究其光物理性能，利用循环伏安法(CV)研究其电化学性能，并制备了近红外电致发光器件(NIR-OLED)，探索铱(Ⅲ)配合物分子结构与光物理、电化学和电致发光性能之间的关系。本论文的主要研究内容如下： 1）将具有良好空穴传输性能的叔丁基咔唑和良好电子传输性能的二苯砜同时引入辅助配体吡啶甲酸中，使辅助配体功能化。构筑了两种NIR环金属铱(Ⅲ)配合物Ir1:(TPA-BTz-Iq)2Ir(pic-SCz)与Ir2:(tBuTPA-BTz-Iq)2Ir(pic-SCz)。基于Ir1的NIR-OLED最大发射波长(λEL)位于712nm，最大外量子效率(EQEmax)为0.95%，效率相较于母体配合物(TPA-BTz-Iq)2Irpic提高了3.28倍；基于Ir2的NIR-OLED最大λEL位于716nm，EQEmax为0.64%，效率相较于母体配合物(TPA-BTz-Iq)2Irpic提高了2.21倍，均未见明显效率滚降，说明引入双极传输基团有利于获得更平衡的电荷传输，从而提高器件效率。 2）将二苯胺型、叔丁基咔唑型树枝状分子引入主配体的三苯胺上，使主配体功能化，构筑了两种树枝状NIR环金属铱(Ⅲ)配合物Ir3:((DPA)2-TPA-BTz-Iq)2Irpic与Ir4:((tBuCz)2-TPA-BTz-Iq)2Irpic。其中基于Ir3的NIR-OLED最大λEL位于720nm，EQEmax为0.93%，效率相较于母体配合物(TPA-BTz-Iq)2Irpic提高了3.21倍；其中基于Ir4的NIR-OLED最大λEL位于718nm，EQEmax为0.65%，效率相较于母体配合物(TPA-BTz-Iq)2Irpic提高了2.24倍，并未见明显效率滚降，说明引入空间结构较大的树枝状分子，有利于抑制分子聚集，防止发光猝灭，提高器件效率。
关键词
近红外电致发光材料/供体-受体型环金属铱(Ⅲ)配合物/分子结构/光物理性/电化学性/电致发光性能引用本文复制引用
授予学位
硕士学科专业
化学工程导师
于俊婷/覃永俊学位年度
2020学位授予单位
湖南科技大学语种
中文中图分类号
TB