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长余晖无机/有机杂化材料及其可逆的主客体磷光调变

长余辉发光材料,又称长磷光体或长时发光材料,在太阳能转换和利用方面具有独特的优势,是一类重要的光-光转换和储能型光功能材料。目前,商品化的长余辉发光材料多集中在金属(如稀土)掺杂的铝酸盐、硅酸盐及钛酸盐等体系。该类材料的合成通常涉及高温固相反应,导致合成过程能耗较高,同时晶态形貌不易控制。近年来,有机余晖化合物获得了较大进步,科研工作者基于结晶诱导增强和聚集诱导增强等机理构建了纯有机长寿命固态磷光材料。然而,发展廉价、合成简单、稳定性好、性能优异的长余辉发光材料仍具有较大的挑战性。


无机/有机杂化材料兼具无机材料的光热稳定性强和有机材料的易于裁切和功能化优点而受到学术界和产业界青睐。例如,基于稀土和贵金属的配合物磷光材料近年来得到大家广泛关注,但由于价格相对昂贵、寿命通常在微秒或毫秒级而较难满足实际应用需求。

Chem. Sci., 2016, DOI: 10.1039/c6sc00563b.


基于上述科学问题和实际应用需求,北京师范大学无机化学研究所杨晓刚博士生导师闫东鹏教授近期利用廉价的过渡金属(如Zn2+等)与有机磷光体基于配位相互作用构筑了几类稳定性高、性能优异、易于磷光调变的无机/有机杂化室温余辉材料。利用稳态/瞬态光谱技术,发现金属-有机杂化材料形成后,其磷光寿命可达秒数量级,较单纯的磷光配体提高了近三个数量级。经溶剂处理后,材料的荧光/磷光光谱发生了明显的红移(Stokes位移约为130 nm),相应的荧光/磷光颜色分别由青色到黄色和绿色到红色的变化;热处理之后又可以可逆地回复到原来的颜色。这种可逆的主客体荧光/磷光调变可以实现重复转换,为发展新型智能材料供了新的思路。

Adv. Optical Mater., 2016, DOI: 10.1002/adom.201500666


同时,他们还报道了具有pH和热刺激响应的二维层状金属-有机杂化余辉材料。该材料在停止紫外灯照射之后,仍有10余秒人眼可见的绿色余辉。而且,在经过球磨机研磨、各种溶剂及酸浸泡处理后余辉特性仍可保持。以上研究成果分别发表在《Chem. Sci.》和《Adv. Opt. Mater.》上。


http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/sc/c6sc00563b#!divAbstract

原文:Long-afterglow metal–organic frameworks: reversible guest-induced phosphorescence tenability

Chem. Sci., 2016, DOI: 10.1039/c6sc00563b


http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201500666/abstract

原文:Strongly Enhanced Long-Lived Persistent Room Temperature Phosphorescence Based on the Formation of Metal-Organic Hybrids

Adv. Optical Mater., 2016, DOI: 10.1002/adom.201500666


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