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新型聚芴材料螺芴氧雜蒽的X型多層LB膜制備方法
來源：發(fā)光學報 瀏覽 526 次 發(fā)布時間:2024-07-10
為了研究聚芴材料DSFX-SFX分子在氣液兩相表面的行為，分子處于溶液、LB膜及粉末狀態(tài)的光學特性，以及分子有序排列對其發(fā)光特性的影響，制備了聚芴材料DSFX-SFX的X型LB膜，研究了π-A等溫曲線，測量了其紫外-可見吸收譜和穩(wěn)態(tài)熒光光譜。結果表明，分子以face-on形式平躺在亞相表面，單分子面積為4.78 nm2。在氯仿溶液中吸收峰位在354 nm，歸屬于分子中三聚氧雜蒽部分與芴環(huán)間π-π*電子躍遷；熒光發(fā)射峰位在396，419，445 nm(肩峰)，歸屬于發(fā)色團三聚氧雜蒽，是芴環(huán)與氧雜蒽環(huán)之間的電荷轉移。在LB膜中，吸收譜和熒光光譜與其溶液光譜相比，整體紅移6 nm。結果表明：在LB膜中，兩個分子形成激基締合物，與單分子狀態(tài)相比，激基締合物的HOMO升高而LUMO降低。與粉末狀態(tài)相比，該材料在LB膜中有很強的熒光發(fā)射，表明該材料形成有序排列超薄膜有利于熒光發(fā)射。
Langmuir-Blodgett(LB)膜是有機分子有序排列形成的超薄膜。其結構、物理和化學性能能夠在分子水平上加以控制，對分子進行排列組合，使得超分子結構及超微復合材料得以組建，在非線性光學材料、分離膜和模擬生物膜等方面具有光明的應用前景[10-13]。本文成功地將一種新型聚芴材料螺芴氧雜蒽制備成LB膜，利用UV-Vis和光致發(fā)光(PL)等測試手段，研究了該材料在氯仿溶液中形成LB膜的光譜學特性，分析了分子的有序排列對其熒光特性的影響。
LB膜是在芬蘭生產(chǎn)的KSV2000單槽制膜系統(tǒng)上制備而成的，制膜的亞相為20℃二次蒸餾去離子水。將化合物以氯仿為溶劑配置成1.023×10-4mol/L的溶液，用微量注射器鋪展到亞相表面上。壓膜速度為5 mm/min，在15 mN/m恒定表面壓下采用水平附著法制備X型LB膜，基板為經(jīng)疏水性處理的直徑為15 mm的石英玻璃。吸收譜及穩(wěn)態(tài)熒光譜的測量分別在日立U-3310型紫外-可見光譜儀和英國Edinburgh Instruments(EI)公司生產(chǎn)的FLS920型熒光光譜儀上完成，熒光光譜的激發(fā)光源為450 W氙燈。
不同層數(shù)LB膜的紫外-可見吸收譜
研究了一種新型聚芴材料螺芴氧雜蒽2,7-二[2-(3′,6′-二辛氧基螺芴氧雜蒽)]DSFX-SFX的π-A等溫曲線，得出分子在基板上可能的排列方式。制備了該材料的X型多層LB膜。對其氯仿溶液和LB膜的紫外-可見吸收譜、穩(wěn)態(tài)熒光及其粉末的穩(wěn)態(tài)熒光進行了測量和分析。研究結果表明，該材料分子能夠在亞相表面形成穩(wěn)定的Langmuir膜，并且能較好地轉移到基片上，分子以face-on形式平躺在亞相表面。DSFX-SFX在氯仿溶液中的吸收峰位于354 nm，歸屬于分子中三聚氧雜蒽部分與芴環(huán)間π-π*電子躍遷；熒光發(fā)射峰位于396，419，445 nm(肩峰)，歸屬于發(fā)色團三聚氧雜蒽，是芴環(huán)與氧雜蒽環(huán)之間的電荷轉移。形成LB膜后，熒光光譜與其溶液光譜相似，整體紅移6 nm。這是由于在LB膜中，分子間相互作用加強，兩個分子形成激發(fā)二聚體，與單分子狀態(tài)相比，激發(fā)二聚體的HOMO升高而LUMO降低的雙重作用造成的結果。與粉末狀態(tài)相比，該材料在溶液及LB膜中都有更強的熒光發(fā)射，以LB膜中最強，表明該材料形成的有序排列超薄膜有利于熒光發(fā)射，是非常好的一種藍光材料，可用于有機發(fā)光顯示器件中。