绿转蓝上转换性能增强研究开题报告

1. 研究目的与意义

三重态-三重态湮灭(tta)上转换具有所需激发光能量低(地表太阳光光强即可激发)、上转换量子效率高、吸光能力强、激发发射波长可调等优点, 在光电器件与光反应等领域具有重要的潜在应用价值, 近年来受到了广泛关注。目前的三重态光敏剂主要分为两类: 金属络合物三重态光敏剂与有机三重态光敏剂。金属络合物三重态光敏剂因有金属参与, 分子的系间窜越效率高(几乎为 100%), 易到达三重态, 因而, 这类光敏剂目前用的比较多。本课题根据金属卟啉/酞菁化合物通常具有较强的可见光与近红外光吸收能力, 及较长的三重态寿命(一般在 50 s 以上), 因而适合作为 tta 上转换的光敏剂，故选用ptpc2和pdpc2两种金属酞菁络合物作为光上转换材料的敏化剂。

然而,与三重态敏化剂的发展相比, 三重态受体的发展受到较少关注。目前所选用的受体一般为稠环芳香碳氢化合物, 这类化合物通常存在着较大的三重态单重态能级差, 如蒽及其衍生物(a-1)、苝(a-2)、芘及其衍生物(a-3, a-4)等。数量较少、种类单一、效率低下等问题成为制约三重态发光剂发展的主要问题。此外，三重态受体 tta 湮灭效率对上转换的影响很大，能否很好的解决荧光淬灭问题成为三重态受体选择的关键。本课题选用一种新型有机固态强荧光材料dfdeb作为发光剂 ，非常有效地改善了传统有机发光材料容易出现的“固态荧光淬灭”现象。dfdeb通过引入扭折的Λ-型tb骨架，成功抑制bodipy平面间的紧密π-π相互作用，有效提高上转换效率。

2. 研究内容和预期目标

课题选用pdpc₂与ptpc₂两种金属酞菁络合物作为敏化剂，同时用dfdeb作为发光剂，将两者按不同比例配置溶液体系，分别测试光敏剂和发光剂紫外-可见吸收光谱、发射光谱。

测试不同浓度的光敏剂/发光剂上转换性能，根据测试所得数据，逐步优化上转换体系配比。

研究上转换发光效率与配比之间的关系。

3. 研究的方法与步骤

实验首先称取pdpc₂0.0028g于5ml容量瓶中用氯仿定容，得到浓度为5*10^^-4m的敏化剂溶液，再移取20ul于1ml容量瓶待与发光剂混合。称取0.0207gdfdeb于5ml容量瓶中用溶剂定容，再分别移取40/80/120/160/200/240ul于1ml待配容量瓶中，配成1:20/1:40/1:60等不同比例溶液。随后分别测试光敏剂和发光剂紫外-可见吸收光谱、发射光谱。测试不同浓度的光敏剂/发光剂上转换性能，根据测试所得数据，逐步优化上转换体系配比。通过实验，最终探究上转换发光效率影响因素。

实验药品

（1）敏化剂pdpc₂分子式c₆₄h₃₂n₁₆pd，相对分子质量1131.47。

（2）发光剂dfdeb分子式c₄₉h₅₀b₂f₄n₆，相对分子质量826.62。

4. 参考文献

[1] Rongkang Hao, Changqing Ye, Xiaomei Wang, Lin Zhu, Shuoran Chen, Jiawei Yang, Xutang Tao, pH-Responsive Low-Power Upconversion Based on Sandwichlike, J. Phys. Chem. C, 2017, 121, 13524-13531.

[2] Changqing Ye, Liwei Zhou, Xiaomei Wang, Zuoqin Liang, 2016, Photon Upconversion: From Two-photon Absorption (TPA) To Triplet-triplet Annihilation(TTA), Physical Chemistry Chemical Physics, 2016, 10818-10835.

[3] Zuoqin Liang, Ping Ding, Jianfei Zhang, Xiaomei Wang, Guomiang Dai, Changqing Ye, and Xutang Tao, Study on triplet-triplet annihilated upconversion and the photodegradation application, ChemistrySelect, 2016, 1, 5297-5303.

5. 计划与进度安排

（1）2022-12-25~2022-3-23，查阅资料，制定实验方案，准备开题报告，外文论文翻译；

（2）2022-3-26~4-20，熟悉弱光上转换研究进展，掌握基本实验操作，总结前期工作，完成中期汇报；

（3）2022-4-23~5-25，改善实验方案，优化实验；