咪唑類有機光電功能材料的設計、合成與性能研究

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1、摘要光電信息功能材料不僅是現(xiàn)代信息社會的支柱，也是信息技術革命的先導。咪唑衍生物具有高的熱穩(wěn)定性、配位絡合和電子、質(zhì)子傳遞等優(yōu)良性能，被廣泛應用于化學傳感器、有機電致發(fā)光材料、染料敏化太陽能電池等研究領域。本論文以咪嘩環(huán)為基本結構單元，設計和合成了幾類新型的有機、高分子和有機無機雜化發(fā)光材料，并對它們的結構與性能進行了研究。主要成果如下：設計、合成了五個全新的咪唑衍生物，應用核磁共振氫譜、紅外吸收光譜和元素分析測試了所設計的目標化合物的結構，并應用熱重分析、紫外可見光譜、熒光光譜等分析手段對合成的目標化合物的熱性能、光吸收性能、發(fā)光性能以及熒光量子效率進行了分析測定，結果表明目標化合物

2、具有良好的熱穩(wěn)定性(分解溫度都在3800C以上和良好的發(fā)光性能(熒光量子效率達到0．63)，得到了熱性能和發(fā)光性能均優(yōu)的藍色發(fā)光材料，其中目標化合物4、5是可以聚合的藍色發(fā)光材料。達到了設計的目的。采用原位微乳液聚合的方法將有機發(fā)光材料通過共聚或摻雜的方法使其均勻地分散到聚合物體系中，通過調(diào)整聚合反應條件和各反應物的配比，可以得到不同粒徑的藍色有機納米發(fā)光材料，粒徑可控制在20—100nln之間；同時；在此體系中使用了可反應性乳化劑，使之與單體發(fā)生共聚，避免了乳化劑的殘留對光電材料性能的影響。此外，對制備的含有機納米發(fā)光材料的微乳液及其乳膠膜的性能進行了研究，結果表明形成了穩(wěn)定的乳液，

3、有較好的成膜性能，進一步研究發(fā)現(xiàn)隨著顆粒尺寸的增加，發(fā)光波段發(fā)生紅移。采用硅氫加成反應合成主鏈為聚硅氧烷，側鏈為咪唑衍生物的藍色發(fā)光材料，并通過核磁，紅外等對聚合物結構進行了鑒定。采用紫外可見光譜、熒光光譜、熱重分析、差熱分析及X．射線衍射等對目標聚合物的光吸收和光致發(fā)光性能、熱性能以及晶態(tài)結構進行了分析和研究。結果表明該聚合物的玻璃化溫度為96．4℃，裂解溫度在250。C以上，熱穩(wěn)定性較好；XRD結果表明該聚合物為非結晶態(tài)，可以避免應用過程中的重結晶；聚合物最大吸收波長為280．5rim，最大發(fā)射波長為397．5nm，熒光量子效率為O．26，是一種較好的藍色發(fā)光材料?；卩彿茋傔鴨挝?/p>

4、的化合物具有很好的金屬離子識別性質(zhì)，將含鄰菲噦啉單元的咪唑衍生物分別鍵連到無機介質(zhì)Si02和單壁碳納米管的表面，制備得到可識別金屬離子的有機一無機雜化材料(HI和H2)。由于將具有共平面結構的鄰菲噦啉鍵連到無機介質(zhì)Si02或碳納米管表面，從而使這種新型的雜化材料對Cu2+、H92+、A1”等金屬離子較好的識別能力。研究了雜化材料Hl對重金屬離子的吸附性能，能夠?qū)χ亟饘匐x子進行選擇性吸附，同時通過調(diào)節(jié)pH值的方法可以使這種新型的化學傳感器達到再生的目的。雜化材料H2對金屬離子也有較好的識別能力。設計合成了含咪嘩環(huán)的分子EDIPP，在不同的pH條件下，咪唑衍生物具有不同的光吸收和熒光特性，

5、同時在不同pH值下，加入Fe”后，咪唑衍生物也具有不同的熒光現(xiàn)象，這可能是由于質(zhì)子化后，咪唑衍生物的結構發(fā)生改變而引起的。這個咪唑衍生物具有分子開關特性，該分子是一種多結構的雙輸出信號的熒光分子開關，能夠同時對金屬離子和H+響應。該分子開關的輸出信號與輸入信號有關，通過信號交流的不同組合方式，可以設計不同的邏輯電路。關鍵詞：咪唑衍生物，有機．無機雜化，有機納米，碳納米管，聚硅氧烷，藍色發(fā)光材料，化學傳感器，邏輯開關。lIAbstractThedesign，synthesis，characterizationandapplicationoforganicmoleculesaselectr

6、o—opticalmaterialshavebecomeanactiveandaninterestingsubjectduetotheirextensiveapplicationinmanyfields．Imidazolederivativeshavehighthermalstability,transferelectronstabilityandcoordinatemetalions，SOimidazolederivativeshaveextensiveapplicationinOLED，chemosensor,NLOmaterials，dye—sensitizedsolarcell

7、s，andSOon．Becauseimidazoleunithashighthermalstability,thenovelbluelight—emittingmaterialsweredesigned，synthesizedandcharacterizedinthisthesis，andpolymericlight-emittingmaterialsandorganic—inorganichybridmaterialswerealsodesi