一种罗丹明内酰胺类高分子pH荧光探针的合成及性能

用罗丹明B、丙烯酰胺等为主要原料,设计制备出一种高分子pH荧光探针PRAM,在结构表征的基础上,探究此探针的光物理性质和活细胞的荧光成像。结果表明,探针PRAM的pKa为4.30,在pH为3.0~7.0区间内,对H+表现出高度灵敏性和选择性,可实时监测体系pH变化。在pH为5.0~6.0区间内,其585nm下的荧光强度与pH呈现出良好的线性关系,线性相关系数为0.9955,可用来精确测定体系的pH。在常见的金属离子存在下,PRAM表现良好的抗干扰性和选择性。同时还具备很好的可逆性,可重复利用。PRAM具有良好的水溶性和膜透性,弱酸性条件下可快速穿透细胞膜,并能实现活细胞pH变化的荧光成像。因此,可用于弱酸环境下细胞器(如溶酶体、癌细胞等)内生理pH变化的检测。

双苯磺酰基苯类延迟荧光材料的合成及电致发光性质

以1,3-双(苯磺酰基)苯为受体基团(A)、二苯胺和吩噁嗪分别为供体基团(D),设计合成了两种具有扭曲D-A-D结构的热激活延迟荧光(TADF)材料:1,3-双(3-二苯氨基苯磺酰基)苯(PSPA)和1,3-双(3-吩噁嗪-10-基苯磺酰基)苯(PSPP)。在1,3-双(苯磺酰基)苯的3,3′-位连接供体基团,使供体和受体之间有较大的扭曲角,实现了最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)的有限重叠,获得了较小的ΔE ST(分别为0.21 eV和0.016 eV)和较好的光致发光量子产率(PLQYs,分别为4.36%和37.36%)。瞬态荧光谱表明,PSPA和PSPP都具有典型的延迟荧光特性。基于PSPA的器件呈现蓝光发射(450 nm);基于PSPP的器件因吩噁嗪的强给电子能力,在520 nm处发射绿光,发射峰红移,且其最大外量子效率大于PSPA,达到4.48%。

具有分子间电荷转移效应的D-σ-A型热激活延迟荧光材料及其电致发光性能

设计合成了三种D-σ-A型热激活延迟荧光(TADF)材料2-(4-(9H-咔唑-9-基)苯氧基)蒽-9,10-二酮(AQOPCZ)、2-(4-(二苯氨基)苯氧基)蒽-9,10-二酮(AQOPDPA)和2-(4-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)苯氧基)蒽-9,10-二酮(AQOPDMAC)。这三种材料均采用C-Oσ键连接受体和供体,由于σ键阻断供体和受体之间的共轭,较好地实现了三种材料最高未占分子轨道(HOMO)和最低已占分子轨道(LUMO)轨道之间的分离,因此三种材料都获得了很小的三线态与单线态之间的能级差(ΔEST<0.1 eV)和显著的TADF特性。更重要的是,这三种材料与常见的TADF材料不同,它们几乎没有分子内电荷转换(intra-CT)效应,但都具有显著的分子间电荷转换(inter-CT)效应。由于这种强的inter-CT效应,三种TADF材料的荧光光谱在非掺杂薄膜中均显示出长波发射(580~652 nm),并且与溶液中的发射波长(552~574 nm)相比表现出显著的红移。基于这三种TADF材料的发光器件均表现出了较好的电致发光性能,其中,基于AQOPCZ的OLED展现出了最好的器件性能,其最大外量子效率(EQEmax)为6.07%,最大亮度为8 320 cd·m-2。本工作为长波TADF材料的设计、合成和研究提供了有益的参考。

二苯并吡啶并喹喔啉类延迟荧光材料的合成及其电致发光性质

为获得新颖高效的热激活延迟荧光(TADF)材料,以二苯并吡啶并喹喔啉(BPQ)为受体(A),三苯胺(TPA)、吩噁嗪(PXZ)为供体(D),合成两种TADF材料:BPQPXZ和BPQTPA。研究表明,两种材料都具有典型的延迟荧光特性、较小的单重态与三重态的能级差(ΔEST)和较大的振子强度(f)。基于强受体强供体组合的BPQPXZ的器件实现了深红光发射,发射波长达到660 nm,但受能隙的影响,外量子效率(EQE)仅有1.0%。基于强受体弱供体组合的BPQTPA,因其TPA刚性小于PXZ,BPQTPA的供受体扭曲程度小,轨道交盖程度大,f更大,故BPQTPA具有更大的荧光量子产率(82.7%)。同时因TPA的给电子能力比PXZ弱,BPQTPA内电荷转移效应减小,导致发射峰蓝移,因此基于BPQTPA的器件发射555 nm的黄光,与BPQPXZ相比,BPQTPA器件的启亮电压降低至2.8 V,电流效率、功率效率分别提高了32倍和36倍,EQE提升了6倍,达到7.0%。