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COF/手性稀土杂化材料的制备及圆偏振荧光研究

批准号:
52073080
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
闫鹏飞
依托单位:
学科分类:
其他有机高分子功能材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
闫鹏飞

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
圆偏振荧光(CPL)材料由于在信息存储、手性传感、3D显示和光电器件领域的广阔应用前景正展现出其他发光材料所不具备的独特优势。作为光学材料,其在固态下能否表现出良好的性能是材料能否实用化的关键。非常遗憾的是在手性分子基CPL材料中由于分子的无序聚集,导致聚集体中分子跃迁偶极矩取向平均化,因此,很少有固态的CPL现象被观察到。本项目拟利用具有规整孔道结构的共价有机框架(COF)聚合物作为主体材料与手性稀土配合物通过杂化的方式构筑基于共价有机框架的新型手性稀土杂化材料。其中手性稀土配合物作为CPL的发光中心,COF框架作为主体材料封装发光中心,使发光分子达到类似于在溶液状态下溶剂对分子的溶剂化作用,使其最大程度阻断分子间的相互作用,保持材料的CPL活性。本项目将围绕大孔径晶相COF的合成、手性螺旋稀土配合物的合成、杂化材料的组装与材料在固态下圆偏振光性能之间的关系展开研究。
英文摘要
Circularly polarized luminescence (CPL) materials are receiving a large attention due to their potential applications in optical storage, chiral probes, 3D displays and photoelectric device. As an optical material, its performance in solid state is the key to the real application of the material. Unfortunately, due to the disordered aggregation of molecules in chiral molecular-based CPL materials, the dipole orientation of molecular transition in aggregates is homogenized. Therefore, only few CPL emissions in solid state have been observed. In this project, a novel chiral rare earth hybrid material based on covalent organic framework (COF) polymer with regular pore structure and chiral rare earth complexes will be constructed by hybrid method. The chiral rare earth complexes act as the luminescent centers of CPL, and the COF framework is used as the bulk material to encapsulate the luminescent centers, so that the luminescent molecules can be isolated in “house” to realize the status similar to solvation effect of molecule in solvents. Thus, the intermolecular interaction will be blocked to the maximum extent and the CPL activity of the material would be maintained. This project will focus on the synthesis of large pore crystalline phase COF, the synthesis of chiral helical rare earth complexes, the assembly of hybrid materials and the properties of circularly polarized luminescence in solid state.
为了拓展手性稀土圆偏振荧光(CPL)材料在固态下的应用和功能,我们凝练了该研究课题。研究目标为开发出通过共价有机框架(COFs)封装稀土发光中心,从而实现制备具有优良固相CPL的COF/手性稀土杂化材料,并拓展该类材料新功能,如高发光不对称因子(glum)的固相CPL材料、近红外区发光的CPL材料等。研究内容包含:(1)手性稀土配合物的合成;(2)大孔径晶相COFs的合成;(3)杂化材料的组装与材料在固态下CPL性能之间的关系的研究。.鉴于上述研究目标和内容,我们合成了三类大孔径COFs和一系列具有优良CPL性质的手性稀土配合物,并通过COFs对部分稀土配合物进行了封装。首先,我们采取了多种策略以实现稀土配合物CPL的复杂功能化。我们利用β-二酮基稀土配合物带有负电荷的性质,通过溶剂调控抗衡阳离子与稀土配合物的作用实现了对溶液下CPL的控制。同时,我们研究还表明在配体主骨架中引入跃迁偶极矩特殊的轴手性单元能够极大的提高配合物的CPL性能。例如,我们报道的基于联萘基的稀土四螺旋体具有溶液下近红外CPL最高的发光不对称因子(|glum|=0.81)。其次,在上述具有良好CPL性能稀土配合物成功构筑的基础上,我们合成了三种具有大孔径的COFs作为主体来封装上述具有优良CPL性能的稀土配合物,以期实现在固态下的优良CPL。研究显示,COFs作为主体材料封装发光中心,能够在固态下维持发光分子的有序性,从而保持了材料在固体下的CPL活性。总之,COFs对稀土配合物的封装解决了稀土配合物在固态下的CPL性能下降的难题。应用研究显示新材料在手性传感、高级信息加密和防伪领域具有广阔的应用前景。
手性稀土配合物/高分子杂化材料的合成及圆偏振荧光性质研究
  • 批准号:
    51773054
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    闫鹏飞
  • 依托单位:
新型三β-二酮稀土配合物的构筑及荧光传感研究
  • 批准号:
    51472076
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    86.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    闫鹏飞
  • 依托单位:
酒石酸衍生物多元稀土配位聚合物的可调发光及白光
  • 批准号:
    21272061
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    闫鹏飞
  • 依托单位:
刚性类Salen稀土配合物近红外发光
  • 批准号:
    21072049
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    闫鹏飞
  • 依托单位:
国内基金
海外基金