双极传输咔唑-噁二唑-有机稀土金属配合物的合成与性能研究

摘要

本论文综述了有机铕/铒金属配合物电致发光材料的研究现状,针对目前有机铕/铒金属配合物电致发光材料和器件存在发光效率和发光亮度低的问题,设计合成了一系列新型的含优良电子传输性能的噁二唑功能基和优良空穴传输性能的咔唑功能基的双极传输邻菲罗啉中性配体及其有机铕配合物和有机铒配合物。初步研究了这些有机铕/铒配合物的紫外吸收和光致发光性能。主要工作包括:
　　1.通过柔性的烷基链引入咔唑空穴传输单元和噁二唑电子传输单元,对邻菲罗啉中性配体进行分子修饰,合成了得到了一系列新型的双极传输邻菲罗啉中性配体及其对应的有机铕配合物和有机铒配合物,并对分子结构进行了元素分析、红外光谱表征。
　　2.研究了咔唑和噁二唑功能化的双极传输铕配合物的热稳定性、紫外吸收和光致发光性能,研究结果表明:双极传输咔唑-噁二唑-铕配合物具有良好的热稳定性,所有的铕配合物的热分解温度都超过了300℃,其中Eu(DBM)3(ButOXD6CzPhen)分解温度达到了376℃。同时,这类新型的铕配合物具有强烈的紫外吸收和光致发光性能。其最大紫外吸收峰分别位于288 nm和351 nm,分别归属于中性配体上的噁二唑环、咔唑环中的*p-p电子跃迁和 HDBM配体上的单线态-单线态*p-p的电子跃迁。铕配合物在 CH2Cl2溶液中都能发射出强烈的铕离子特征峰,其最大发射波长为613 nm,半峰宽为9~15 nm,归属于稀土 Eu3+的5D0-7F2特征发射。其荧光量子效率为(10±0.5)％,比之前报道的Eu(DBM)3Phen(Фf=0.78%)要高,这说明在铕配合物中引入咔唑和噁二唑双极传输功能基能提高配合物的荧光量子效率。
　　3.研究了含咔唑和噁二唑功能基的双极传输性能的铒配合物的热稳定性和紫外吸收性能,研究结果表明:双极传输咔唑-噁二唑-铒配合物具有良好的热稳定性,所有的铒配合物的热分解温度都超过了300℃,其中Er(DBM)3(FOXD6CzPhen)分解温度最高,达到了384℃。所有的配合物在CH2Cl2溶液中具有强烈的紫外吸收和荧光发射,其最大紫外吸收峰分别位于290 nm和352 nm,分别归属于中性配体上的噁二唑环、咔唑环中的*p-p电子跃迁和HDBM配体上的单线态-单线态*p-p的电子跃迁。最大荧光发射峰位于1535 nm,归属于Er3+的4I13/2→4I15/2跃迁辐射,属于近红外发光。
　　本论文为下一步开展双核的双极传输稀土金属铕/铒配合物,获得性能优良的红色和近红外电致发光材料和及其在聚合物中的电致发光器件奠定了一定的研究基础。

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第1章 绪 论

1.1 稀土有机发光配合物光致发光的原理

1.1.1稀土离子荧光的产生

1.1.2有机配体向稀土离子的能量转移原理

1.2 有机稀土金属配合物的研究进展

1.2.1稀土β-二酮类配合物

1.2.2 有机羧酸配合物

1.2.3 低价态稀土有机配合物

1.2.4 发光稀土超分子大环化合物

1.2.5 稀土有机高分子配合物

1.3 有机铕金属配合物电致发光材料的研究现状

1.3.1有机铕配合物的阴离子配体的研究现状

1.3.2 有机铕配合物的中性配体的研究现状

1.3.3双核铕配合物的研究现状

1.4 有机铒金属配合物电致发光材料的研究现状

1.5 增强稀土有机配合物发光性能的途径

1.6 本论文的设计思想

1.7 本论文研究的主要工作和创新点

第2章 双极传输咔唑-噁二唑-有机铕金属配合物的合成与性能研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 主要原料和试剂

2.2.2 主要仪器

2.2.3 中间体和配体的合成

2.2.4 配合物的合成

2.3 结果与讨论

2.3.1 中间体的合成

2.3.2配合物的合成和表征

2.3.3 配合物的红外光谱

2.3.4配合物的热稳定性能

2.3.5 配体及配合物的紫外吸收性能

2.3.6配体及配合物的光致发光性能

2.3.7配合物的荧光量子效率

2.3.8配合物的电化学性能

第3章 双极传输咔唑-噁二唑-有机铒金属配合物的合成与性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 主要原料和试剂

3.2.3 配合物的合成

3.3 结果与讨论

3.3.1 配合物的合成和表征

3.3.2 配合物的红外光谱

3.3.3 配合物的热稳定性能

3.3.4 配合物的紫外吸收性能

3.3.5 配合物的光致发光性能

3.3.6 配合物的电化学性能

总结和展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文情况

附录