Chem. Mater.┃谁持彩练当空舞?─基于非芳香配体具有长寿命室温磷光性质的配位聚合物的构筑及余辉颜色调控

英文原题：Color-tunable long-lived room temperature phosphorescence in a coordination polymer based on non-aromatic ligand and its phosphor/coordination polymer doped systems

通讯作者：张建军、宋波、段春迎，大连理工大学

作者：Yu-Jie Yin, He Zhao, Lingwen Zhang, Jiaxiang Huang, Jian-Jun Zhang, Jun Chen, Jun Ni, Bo Song, Shuqin Liu, Chunying Duan

近年来分子基长寿命室温磷光（Room temperature phosphorescence，RTP）材料因其室温下裸眼可观测到的长寿命发光现象而受到了广泛关注。该材料在防伪、信息加密解密及生物成像等领域有潜在的应用。目前已报道的典型的分子基RTP材料结构中都具有大π共轭基团，但最近一些非典型的没有大π共轭基团的化合物，包括小分子、聚合物、天然产物和生物分子等，也被发现具有 RTP 性质。然而因缺乏大的共轭基团，已报道的非典型RTP 材料的余辉颜色通常是蓝或绿色。此外，大多数材料的 RTP 寿命相对较短（通常<150 毫秒）。因此，迫切需要开发具有其他 RTP 颜色和长寿命的此类材料。

图1. 化合物1在环境条件下的发光光谱（a）、延迟态寿命衰减曲线（b）及在紫外线灯照射下和移除后的发光照片（c）

近日，大连理工大学张建军教授（点击查看介绍）等通过使用二甲亚砜（DMSO）对环境友好且便宜易得的Ca(Ac)₂重结晶，获得一例具有优异RTP性质的配位聚合物[Ca₅(Ac)₁₀(DMSO)₂] （图1）。这种化合物中没有传统的发色团，但是其却具有RTP发射，寿命达534.64 ms，这在非典型RTP体系中较为罕见。在紫外灯激发并关闭后，可观察到4 s左右的蓝绿色余辉。该体系的RTP性质可归因于羧基的聚集，因此羧酸密度被认为对该化合物的发光具有决定性作用。此外晶态刚性结构和配位效应也增强了配体的刚性并减少了能量耗散，金属离子通过重原子效应促进了系间蹿跃。这些因素均对体系的RTP性质有贡献。

图2. 掺杂物的发光谱图（a）、延迟态寿命衰减曲线（b）及在紫外线灯照射下和移除后的发光照片（c）

通过在上述钙配位聚合物中引入系列痕量芳香羧酸有机磷光体，实现了主体基质对掺杂的有机分子的RTP诱导，可以获得持续时间为 3-7 s 的从蓝色、绿色、黄色一直延伸至橙色范围的RTP 发射（图2）。这方便地实现了对非典型发光化合物的RTP颜色和寿命的调控。此外，还通过计算等方法对掺杂物中基质和掺杂剂之间的能量传递机制进行了研究（图3）。

图3. 掺杂物中基质和掺杂剂之间的能量传递途径

该工作大大拓展了无机有机杂化型RTP材料的配体的选择范围，且证明掺杂法可方便地实现对非典型分子基RTP材料的余辉颜色的调控。

相关论文发表在Chemistry of Materials 上，大连理工大学硕士研究生殷玉杰为文章的第一作者，张建军教授、宋波副教授、段春迎教授为共同通讯作者。该工作得到中国国家自然科学基金的大力支持。

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）：

Color-Tunable Long-Lived Room-Temperature Phosphorescence in a Coordination Polymer Based on a Nonaromatic Ligand and Its Phosphor/Coordination Polymer-Doped Systems

Yu-Jie Yin, He Zhao, Lingwen Zhang, Jiaxiang Huang, Jian-Jun Zhang*, Jun Chen, Jun Ni, Bo Song*, Shuqin Liu, and Chunying Duan*

Chem. Mater., 2021, 33, 7272–7282, DOI: 10.1021/acs.chemmater.1c01514

Publication Date: September 13, 2021

Copyright © 2021 American Chemical Society

导师介绍

张建军

https://www.x-mol.com/university/faculty/9169 

（本稿件来自ACS Publications）