主客体掺杂下三联吡啶苯硼酸聚集态调控长寿命室温磷光

doi:10.7503/cjcu20260106

摘要/Abstract

摘要：

研究了4-(([2，2'∶6'，2''-三联吡啶]-4'-基)苯基)硼酸(B-Tpy)在不同聚集状态下的光物理性能. 核磁共振氢谱(¹H NMR)和荧光光谱分析结果表明， B-Tpy具有聚集诱导发光特性. 固态B-Tpy仅发射蓝色荧光 (401 nm)，荧光寿命和量子产率分别为2.89 ns和2.79%. 将B-Tpy与硼酸(BA)掺杂并经200 ℃热处理后，所得复合材料展现出荧光和室温磷光(RTP)双态发射性质，余辉长达24 s， RTP寿命为2.14 s. 理论计算结果表明， B-Tpy具有较大的自旋轨道耦合常数[ξ(S₁， T₁)=6.58 cm^-1]，有效促进了系间窜越过程，从而实现了长寿命RTP发射. 本文研究结果为长寿命有机RTP磷光材料的设计提供了新思路.

关键词: 有机室温磷光, 聚集诱导发光, 主客体掺杂, 双态发射

Abstract:

The photophysical properties of 4-（（［2，2′∶6′，2″-terpyridin］-4′-yl）phenyl）boronic acid（B-Tpy） under different aggregation states were investigated. ¹H NMR titration and fluorescence spectroscopy were employed to confirm the aggregation-induced emission（AIE） characteristics. Solid-state B-Tpy exhibits blue fluorescence at 401 nm， with a lifetime of 2.89 ns and a quantum yield of 2.79%. Following the introduction of B-Tpy into boric acid（BA） and subsequent thermal treatment at 200 ℃， the resulting composite material exhibits dual emission of fluorescence and room-temperature phosphorescence（RTP）， with an afterglow duration of up to 24 s. Quantitative calculations indicate that B-Tpy possesses a significant spin-orbit coupling constant［ξ（S₁， T₁）=6.58 cm⁻¹］， which promotes intersystem crossing， thereby facilitating long-lived RTP emission. This study proposes a novel strategy for long-lived RTP materials.

Key words: Organic RTP, Aggregation-induced emission（AIE）, Host-guest doping, Dual-state emission

中图分类号:

O626

TrendMD:

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图/表 5

Fig.1 Emission wavelength comparison of B⁃Tpy(10 μmol/L) in methanol solution and solid state(A), quantum yields and lifetime of B⁃Tpy(B), and 1H NMR titration spectra of B⁃Tpy(2.8 mmol/L) in CDCl3/CD3OD mixtures with varying CDCl3 content(0—80%, volume ratio)(C)

Fig.2 Fluorescence(A) and phosphorescence emission spectra(B) of B⁃Tpy@BA prepared at 100~220 ℃, fluorescence and phosphorescence emission images of B⁃Tpy@BA⁃T(100~220 ℃) under 254 nm UV lamp irradiation(C)

Fig.3 Fluorescence emission spectra of B⁃Tpy⁃doped BA with different mass at 200 ℃(A), phosphorescence emission spectra(B), and fluorescence and phosphorescence photos under 254 nm excitation(C)

Fig.4 SEM image of B⁃Tpy@BA(A), 1H NMR spectra of BA, BA⁃200, B⁃Tpy, and B⁃Tpy@BA in DMSO⁃d6(B)

Fig.5 XPS spectra of B⁃Tpy@BA(A—E) and calculation of spin⁃orbit coupling constants of B⁃Tpy@BA(F)

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