一种有机上转换红光光敏剂材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机光电功能材料领域，公开了一种有机上转换红光光敏剂材料及制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种有机上转换红光光敏剂材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机光电功能材料领域，特别涉及一种有机上转换红光光敏剂材料及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]上转换发光，是指利用吸收波长长的低能光分子而发射出波长短的高能光分子的一种过程，这一过程由于违反了入射光能量比发射光能量强的斯托克斯定理，所以，该过程又被称为逆斯托克斯位移发光
。
而三重态
‑
三重态湮灭上转换是一种常见的上转换发光体系，通常由光敏剂
、
掩蔽剂和溶剂三部分组成，其中，对光敏剂的结构设计可以很大程度地改善体系的荧光量子产率和上转换发光效率
。
[0003]在众多类型的光敏剂中，热活化延迟荧光分子由于其
S1态与
T1态间的小的能带隙，可以有效降低系间窜跃的能量损耗进而提高反斯托克斯位移的优势脱颖而出
。
但目前为止，大部分红光
TADF
材料普遍吸电子能力较弱，且平面性较强，导致其两亲性较差
。
因此，通过合理的分子设计，可以实现具有强吸电子基团
‑
强给电子基团的且两亲性良好的红光
TADF
材料
。
[0004]设计可直接溶于水中的光敏剂材料，并与之能级匹配的同为两亲性的湮灭剂组成上转换体系，可以有效地将红光转换至蓝光，大大提高了太阳光能的利用率，在光催化和太阳能电池等领域具有广阔的应用前景
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中存在的光敏剂材料吸电子能力较弱，两亲性较差的缺点，本专利技术的首要目的在于提供一种有机上转换红光光敏剂材料，该材料是一种具有强吸电子基团
‑
强给电子基团的有机上转换红光光敏剂材料
。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种上述有机上转换红光光敏剂材料的制备方法
。
[0007]本专利技术的又一目的在于提供一种上述有机上转换红光光敏剂材料的应用
。
[0008]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0009]一种有机上转换红光光敏剂材料，该材料具有如下式
(Ⅰ)
所示的结构：
[0010][0011]其中，
A
选自中的一种
。
[0012]上述有机上转换红光光敏剂材料的制备方法，包括以下操作步骤：
[0013](1)
将物质
①
和
POCl3(
三氯氧磷
)
加入到
DMF(
二甲基甲酰胺
)
溶剂中，加热搅拌回流，反应得到中间产物物质
②
；再将中间产物物质
②
、
高锰酸钾和碳酸钾加入到丙酮溶剂中，加热回流搅拌，得到反应溶液；
[0014]所述物质
①
的结构式为：
[0015]所述中间产物物质
②
的结构式为：
[0016]其中
A
选自中的一种；
[0017](2)
将水加入到步骤
(1)
所得反应溶液中，得到粗产物；
[0018](3)
对步骤
(2)
所得粗产物进行纯化，得到有机上转换红光光敏剂材料
。
[0019]步骤
(1)
所述物质
①
与
DMF
的物质的量比为
1:4.5
‑
5。
[0020]步骤
(1)
所述反应的温度为
105℃
，反应的时间为
48
小时
。
[0021]步骤
(1)
所述高锰酸钾
、
碳酸钾和丙酮的物质的量比为4‑
5:7
‑
8:1。
[0022]步骤
(1)
所述加热回流搅拌的温度为
60℃
，时间为
48
小时
。
[0023]步骤
(2)
所述得到粗产物的具体操作步骤包括：向步骤
(1)
所得反应溶液中加入水对反应进行淬灭；对淬灭后的反应溶液用
DCM(
二氯甲烷
)
溶液进行萃取，并对萃取后的反应溶液中的有机相进行合并；使用无水硫酸钠对合并有机相后的反应溶液进行干燥，并对干燥后的反应溶液进行减压浓缩处理，得到粗产物
。
[0024]步骤
(3)
对步骤
(2)
所得粗产物进行纯化具体按照以下操作步骤：
[0025]以石油醚和二氯甲烷的混合液作为淋洗剂，通过硅胶柱色谱法对所述粗产物进行纯化，得到有机上转换红光光敏剂材料
。
[0026]所述淋洗剂中石油醚和二氯甲烷的体积比为
10:1
‑
3:1。
[0027]上述的有机上转换红光光敏剂材料在同为两亲性的掩蔽剂的上转换体系中的应用
。
[0028]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0029](1)
本专利技术提供的一种有机上转换红光光敏剂材料具备
D
‑
π
‑
A
‑
π
‑
D
结构，其中
4,7
‑
二溴苯并
[1,2
‑
c:4,5
‑
c']双
([1,2,5]噻二唑
)、4,7
‑
二溴苯并
[c]‑
1,2,5
‑
噻二唑
、4,7
‑
二溴苯并
[d]噻唑和
4,7
‑
二溴
‑
2,1,3
‑
苯并硒二唑分别作为强电子受体，可以降低分子的能隙，使吸收峰
/
发射峰红移；三苯胺作为强电子给体和
π
‑
桥，形成螺旋结构，增大位阻，保证其聚集诱导发光的特性；三苯胺上的羧基为整体结构提供良好的两亲性
。
所得到的两亲性光敏剂材料，与其能级匹配的同为两亲性的湮灭剂组成上转换体系，可以有效地将红光转换至蓝光，大大提高了太阳光能的利用率，在光催化和太阳能电池等领域具有广阔的应用前景
。
[0030](2)
本专利技术设计的有机上转换红光光敏剂材料合成路线简单，是潜在的红光
TADF
(
热活化延迟荧光
)
材料，具有良好的荧光量子产率和上转换效率，具有潜在的应用前景
。
附图说明
[0031]图1是本专利技术实施例中制备的一种有机上转换红光光敏剂材料的合成路线图
。
[0032]图2是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种有机上转换红光光敏剂材料，其特征在于：该材料具有如下式
(Ⅰ)
所示的结构：其中，
A
选自中的一种
。2.
根据权利要求1所述的一种有机上转换红光光敏剂材料的制备方法，其特征在于包括以下操作步骤：
(1)
将物质
①
和
POCl3(
三氯氧磷
)
加入到
DMF(
二甲基甲酰胺
)
溶剂中，加热搅拌回流，反应得到中间产物物质
②
；再将中间产物物质
②
、
高锰酸钾和碳酸钾加入到丙酮溶剂中，加热回流搅拌，得到反应溶液；所述物质
①
的结构式为：所述中间产物物质
②
的结构式为：其中
A
选自中的一种；
(2)
将水加入到步骤
(1)
所得反应溶液中，得到粗产物；
(3)
对步骤
(2)
所得粗产物进行纯化，得到有机上转换红光光敏剂材料
。3.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤
(1)
所述物质
①
与
DMF
的物质的量比为
1:4.5
‑
5。4.
根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤
(1)
所述反应的温度为
105℃
，反应的时间为
4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，唐蕾，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：