二苯基磷酰三齿配体提高发光铕配合物的量子产率

从古人日出而作、焚膏继晷，到近代白炽灯的使用，乃至今天各种照明灯具走向千家万户，光与人类的生活息息相关。

在众多发光材料中，稀土元素的f-f 跃迁发光具有发射峰位固定、窄带、激发态寿命长等特点，广泛用于照明与显示（三基色荧光粉）、光纤放大器等领域。然而，稀土离子的f-f 跃迁部分禁阻、吸收较弱，人们需要使用较多的稀土材料才能满足照明等领域对发光强度的要求，通过制备稀土配合物，利用具有较强吸收的有机配体敏化稀土离子发光，可大幅度提高稀土离子的发射强度、减少稀土的用量。但是，由于稀土配合物的发光涉及多步能量传递的过程，激发态寿命长，加之稀土离子半径大、配位数多，因此稀土配合物发光易受到外界环境（配位溶剂分子、配体的振动等）的淬灭，使获得高发光量子产率的稀土铕配合物成为挑战。近日，北京大学的黄春辉教授（点击查看介绍）团队报道了一种通用的提高稀土铕配合物光致发光量子产率的方法，制备的一系列铕配合物光致发光量子产率均在80%以上（最高为91%）。

图1. 基于二苯基膦氧基的三齿配体铕配合物。图片来源：Inorg. Chem.

具体而言，作者将二苯基膦氧（DPPO）基团作为第三个配位点引入一系列二齿配体，制备了一系列三齿配体及其铕配合物（图1）。晶体结构表明，该系列配体以3:1的比例与三价铕离子形成配合物，无溶剂分子参与配位，最大限度地排除了溶剂分子对发光的淬灭，且配位稳定性相比于相应的二齿配体均有所提高，从而实现高效的发射（图2）。此外，由于DPPO基团的磷原子为sp³杂化，与芳香体系的共轭程度低，不会因共轭扩大而导致配体能级大幅度降低。作为对照，sp²杂化的含碳官能团（如羰基、杂芳基）则通常会降低配体的能级，从而可能导致敏化效率的降低（图3）。

图2. 配合物薄膜及图案在紫外光下的成像及其激发、发射谱。图片来源：Inorg. Chem.

图3. 引入sp³/sp²杂化基团后配体的能级及相应铕配合物的光致发光量子产率。图片来源：Inorg. Chem.

这一成果近期发表在Inorganic Chemistry上，文章的第一作者是魏晨博士，通讯作者为卫慧波博士和刘志伟副教授。

该论文作者为：Chen Wei, Boxun Sun, Zelun Cai, Zifeng Zhao, Yu Tan, Weibo Yan, Huibo Wei, Zhiwei Liu, Zuqiang Bian and Chunhui Huang

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Quantum Yields over 80% Achieved in Luminescent Europium Complexes by Employing Diphenylphosphoryl Tridentate Ligands

Inorg. Chem., 2018, 57, 7512, DOI: 10.1021/acs.inorgchem.8b01028

导师介绍

黄春辉

http://www.x-mol.com/university/faculty/8620