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四芳基硅有机电致发光材料的合成及性质研究

沈群  
【摘要】:四面体有机分子作为树枝状有机物,具有良好的发光性能,在化学和材料方面引起了很多的注意。具有这些分枝结构的荧光材料,由于自身的空间位阻,不容易在固态下聚集。现在报道的四面体化合物多数为四芳基甲烷类,四芳基硅类化合物报道的较少。 本论文合成了一系列的四芳基硅化合物(TS1-TS9),通过氢谱、碳谱和质谱对其结构进行了表征,并测定了它们溶液中的吸收和发射光谱。TGA和DSC的测定结果显示,这些化合物都有很好的热稳定性,热分解温度在440-560℃之间。.进一步制备化合物TS1-TS4的有机电致发光二极管的器件,测量了基于化合物TS1-TS4的器件电致发光性质。器件的结构为:ITO/NPB(40 nm)/TS1-TS4(26nm)/TPBI(33 nm)/LiF(1.2 nm)/Al(200 nm),其中化合物TS1,TS2,TS3,和TS4分别作为发光层。基于TS1、TS2、TS3和TS4的器件,都是发蓝光。其发射峰分别在438、445、435和428nm,器件的开启电压分别在5.5、5.1、9.5和11.6V,当电压为12.5V的时候,TS1器件的亮度最高可达907cd/m~2。在电流密度为100mA/cm~2的时候,器件的流明效率分别为0.57、0.31、0.11和0.73cd/A。 聚集态荧光增强(Aggregation-induced emission,AIE)效应首先是从硅杂戊二烯这个化合物发现的。硅杂戊二烯衍生物在乙醇或者氯仿中几乎不发光,而在聚集态或者固体状态下,发强的荧光。我们合成了四芳基硅系列衍生物TS5-TS9,并且发现化合物TS5,TS6,TS7具有聚集态荧光增强现象。AIE性质通过测定其四氢呋喃和四氢呋喃-水混合体系的紫外光谱和荧光光谱来定量表征。与化合物TS5、TS6相比,化合物TS7显示了最大的荧光增强倍数。通过TEM的照片发现,荧光发射强度和纳米颗粒的尺寸大小呈反比关系,颗粒越小,荧光量子效率越大。 一些苯乙烯基苯衍生物也表现出AIE效应。已经有文献报道,如1-氰基-反-1,2-二(4-甲基苯基)乙烯(CN-MBE)。本论文设计并合成了双键上甲基却揭蚁┗降难苌颩BE1-MBE4,并改变苯乙烯基苯两端的端基,来研究它们的AIE效应。实验发现,加入不良溶剂(水)和降低溶液体系的温度,都能使荧光增强。探讨其荧光增强的原因可能是分子内基团的旋转受阻。


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