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Silole是一类含硅的五元环,其特有的聚集发光(aggregation-inducedemission,AIE)性质引起我们的兴趣,我们研究了silole的发光行为并合成了一些新的具有聚集发光行为的化合物。
首次发现有机溶剂气氛可以淬灭TLC板上的silole薄膜的荧光,因而使silole有希望用于有机溶剂的监测,为silole找到了新的用途。发现silole的荧光取决于它们的分子聚集状态,且与普通的荧光分子不同,silole在晶态的荧光相对于其无定型态蓝移。同时发现某些silole有两种晶型,且这两种晶型的荧光不同。通过对A2HPS的两种晶型中分子的构象及其堆积方式的分析,发现其在两种晶态的不同荧光是由处于2,5位的苯环的与silole环的二面角的不同引起,二面角越大,共轭程度越小,最大发射波长越短。并以此推断出silole的无定型态与晶态的荧光的区别同样是由于分子的不同构象导致。
设计并合成了苯环上带有异丙基取代的三个Silole的同分异构体,并研究了它们的荧光行为,实验证明异丙基的引入增大了苯环的位阻从而限制了分子内苯环的旋转,其中一种异构体在溶液中有很强的荧光发射,有力地证明了我们地观点。而且利用另一种异构体,我们还首次制备了基于silole的蓝光LED器件,其发光效率高达5.86cd/A,高于目前最好的未掺杂蓝光器件。
合成了几种基于多烯结构的具有AIE性质的化合物,初步研究了它们的发光行为。某些化合物的AIE性质与silole类似,在溶液中,苯环的旋转导致其荧光较弱或无荧光,而在固态下苯环的旋转受到限制,无辐射跃迁被抑制,给出较强的荧光。以芴和酮为原料合成了一系列基于富烯结构的化合物并研究了它们的发光行为,从分子轨道角度解释了它们紫外吸收及发射与芴的不同。发现其中两种化合物具有AIE的性质,其机理与silole不同,还有待于进一步的研究。将咔唑(电子给体)基团引入到silole(电子受体)中,得到了具有较高热稳定性(Tg129.3℃,Tm298℃)的含咔唑基团的silole。我们用实验证明了将电子给体引入到silole的体系中,可使silole具有光伏(photo-voltaic,PV)性能,如Cz2HPS的外量子产率(ηPV)高达2.19%。