《多酸基化合物電化學調控發光材料的可逆螢光開關效應》是依託吉林大學，由畢立華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多酸基化合物電化學調控發光材料的可逆螢光開關效應
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：畢立華
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多酸簇是一類具有豐富氧化還原性質和電致變色特性的無機金屬氧簇。本項目將充分利用多酸簇的電致變色特性，緊緊圍繞多酸基化合物電化學調控發光材料的可逆螢光開關效應這條主線開展工作。我們前期初步研究工作表明在外電場的作用下多酸簇可以作為調節器來開關材料的螢光特性。本課題期望深入研究各種因素對開關材料螢光特性的影響。基於分子設計思想，從考慮電致變色組分和發光組分的功能互補以及二者的協同作用入手，合理地選擇具有可逆電致變色特性的多酸簇和具有優異螢光性能的金屬配合物進行配對組合於同一複合膜中；在外加電場的作用下，通過調節薄膜的組成、結構和氧化還原性質來探索薄膜的螢光開關效應。以個別體系為突破口，從不同角度，最佳化實驗條件，通過多酸簇電化學-螢光開關調控間的信息反饋達到最佳化設計，最終獲得具有代表性的目標體系。因此這是一項無機化學、有機化學、物理化學和材料化學等交叉領域的有重大學術意義和套用前景的前沿課題。
結題摘要
螢光開關在光學顯示、信息存儲、螢光成像、生物感測等領域的潛在套用，激發了眾多學者的研究熱情。多酸簇具有發光、可逆的氧化還原及電致變色等優良特性，極大地促進了多酸簇在螢光開關領域的發展。在本項目中我們基於多酸簇的電致變色及可逆氧化還原性質，多酸簇和發光組分之間的分子內及分子間能量轉移的思想，設計了一系列基於多酸簇的電化學調控可逆螢光開關。我們從紅光、橙光到綠光開關調控，再到白光多態開關調控，最後實現了藍綠光之間開關的可逆調控。此外，發光多酸簇螢光開關在化學感測方面的套用進行了初步探討。1.利用交替沉積技術製備了聚電解質與釤多酸簇的橙色螢光組分膜，在外加氧化還原電位下，通過釤與還原態多酸簇骨架之間的分子內能量轉移，首次實現了基於釤多酸簇的電化學調控橙色螢光開關。2.基於功能互補原理，製備了紅光發射釕配合物與具有不同結構鎢磷酸鹽的雜化紅光薄膜，在外加氧化還原電位下，通過發光分子與還原態多酸簇的分子間能量轉移，實現了基於多酸簇的電致變色對紅光組分螢光開關性質的電化學可逆調控，並首次發現螢光猝滅效率與多酸簇的結構及還原電子數的關係。3.利用具有質子傳導性質的多酸簇、酸鹼回響螢光分子及瓊脂糖基質，通過溶膠-凝膠技術製備了透明、柔性的綠色發光自支持薄膜。在酸、鹼氣體刺激下薄膜呈現出可逆的變色性質及藍、綠光相互轉變螢光開關效應。4. 通過篩選合成了具有白光發射的鏑多酸簇，發現化合物本身通過外加氧化還原電位的控制可實現由白光到紫光的調控；把鏑多酸簇與不同鎢磷酸鹽化合物混合，通過控制不同的還原電位可實現由白光到紫光再到藍光的多態光調控。5.通過交替沉積技術構築了基於石墨烯擔載螢光素鈉與多酸簇的綠光薄膜。在外加氧化還原電位下，薄膜呈現出可逆的電致變色性質及綠色螢光開關效應。首次實現了基於多酸簇的電致變色對綠光組分螢光開關性能的調控。6.通過電沉積和層層組裝相結合的技術構築了基於聚合物與多酸簇的綠光薄膜。在外加氧化還原電位下，薄膜呈現出可逆的電致變色性質及綠色螢光開關效應。首次發現了螢光猝滅程度與薄膜中多酸簇含量之間的關係。7.我們將電化學還原與化學氧化相結合，首次實現了通過發光多酸簇的可逆螢光開關對氧化劑的定量檢測。 總之，利用還原態多酸簇作為能量受體，通過發光組分與還原態多酸簇之間的能量轉移來設計螢光開關器件，將對多酸簇在光電功能材料領域的研究與發展具有重要的參考價值和指導意義。
