铜离子诱导9-亚环庚三烯基芴类衍生物聚集诱导荧光增强现象和机理研究

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本文设计并合成了18个9-亚环庚三烯基芴类化合物(9-CHFs),用核磁共振、高分辨质谱等手段对它们的结构进行了表征。同时,我们用紫外吸收、荧光发射、动态激光光散射、透射电镜等手段表征了9-CHFs在氯化铜作用下纳米聚集体的形成过程;考察了浓度、温度等外界因素对纳米聚集体发光性能的影响;借用单晶衍射数据,讨论了纳米聚集体中可能的堆积方式,及对荧光增强的影响。研究发现9-CHFs本身溶液荧光非常弱;在甲醇或四氢呋喃体系中,加入氯化铜,形成纳米聚集体,发生电荷转移,有效提高了本征发射的量子效率;我们还发现分子内自由旋转受限(RIR)是该体系聚集诱导发光(AIE)的主要成因。通过结构和荧光效率之间的关联,我们认为适当增加分子中自由旋转的苯环数目、保持分子刚性、避免较长侧链、保持末端取代基平面性,都有助于提高该体系的荧光量子效率。本研究提供了一种产生有机物聚集荧光增强的新方法,即:金属离子诱导的聚集荧光增强。它将有助于人们重新认识9-亚环庚三烯基芴类化合物,也将增进人们对AIE现象、RIR机理的认识和理解,为更好研究和发展具有良好荧光量子效率、固体发光增强的有机发光材料奠定了一定的基础。
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