含有POSS基团的苝二酰亚胺系列衍生物的合成和聚集性质研究
有机发光材料在有机电致发光二极管(OLED)、有机传感器等领域有很大的应用前景，是光电材料的重要分支。与传统无机光电材料相比，有机光电材料在重量，工艺和成本上表现出了很大优势，而且还可以制备大面积柔性材料，这让有机光电材料得到越来越多科学工作者的关注。但是很多有机发光材料虽然在溶液中有很强的荧光和很高的荧光量子产率，在聚集状态下荧光量子产率会急剧下降甚至发生荧光猝灭，而在有机光电器件应用中，发光材料大多是在聚集、薄膜或固态状态下的，这就要求设计合成更多的在聚集状态下有高荧光量子产率的化合物。 由于具有优良的光物理和光化学性质，苝二酰亚胺（简称PDI）在光电材料，如液晶，有机场效应晶体管(OFET)，有机太阳能电池等方面有广泛的应用前景。PDI在不同领域的应用要求有不同的性质，这可以通过对其结构的修饰来实现。近年来，在有机物中引入无机基团，改善有机物的性能已经成为研究热点并取得了很大的进展。本论文以PDI为母体，将无机材料和有机半导体材料连接在一起得到不同的PDI衍生物，并对其性质进行了深入研究，探讨其结构与性质的关系。为设计高荧光量子产率的有机光电材料和优良的有机半导体材料提供了实验依据。论文包括如下几个方面的内容: 第一章:概述PDI的合成方法和基本性质，介绍了聚集状态下高荧光量子产率的PDI衍生物的研究进展，简要概述了含有POSS的有机无机混杂材料的性质和应用前景。 第二章:合成了一系列两端连有POSS基团的苝二酰亚胺，并对其结构精细了表征。通过紫外吸收光谱、荧光光谱和荧光量子产率计算等手段研究了这一系列化合物在稀溶液中的性质。结果表明，POSS基团并没有对化合物在稀溶液中的光谱产生较大影响。但在固态中，POSS基团对化合物的光谱有显著影响:POSS基团的加入改变了分子在固态下的排列结构，因此影响了固态下的吸收和荧光发射，并通过晶体结构直观形象地解释了分子在固态下的堆积形式。我们的研究结果揭示了POSS基团的引入并不能像期望的那样一定导致荧光量子产率的提高。分子在固态中的堆积结构决定着荧光量子产率，在POSS基团和湾位置酚氧基团的共同作用下，如果导致化合物形成“J”聚集，则固态下的量子产率会有显著提高，若化合物形成H聚集，则量子产率会很小。 第三章:芴在有机半导体领域的优良性质得到了广泛的关注，本文合成了四酚氧取代的苝二酰亚胺-芴的化合物单体，并对其进行了鉴定，对其合成方法进行了讨论，计算模拟了分子基态结构，为其性质的表征做了准备。
有机发光材料;苝二酰亚胺衍生物;有机无机混杂;荧光量子产率;聚集性质
山东大学
硕士
无机化学
李希友
2015
中文
TQ225.262;TN104.3
75
2015-10-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）