[發(fā)明專利]一種三重態(tài)光敏劑及其制備方法和一種上轉(zhuǎn)換體系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710846176.2
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107556333B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 籍少敏;梁輝;霍延平;董方帝;李宗值;余梓東
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;C09K11/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明提供了一種具有式(BDP?1)～式(BDP?3)所示結(jié)構(gòu)的光敏劑，本發(fā)明提供的光敏劑為三重態(tài)光敏劑，該光敏劑在可見光具有高摩爾消光系數(shù)，其在TTA上轉(zhuǎn)換中發(fā)出高強(qiáng)度的光，即在低功率(5.0mw)激發(fā)光源的條件下實(shí)現(xiàn)高效上轉(zhuǎn)換；并且可實(shí)現(xiàn)可見光的強(qiáng)吸收，通過三重態(tài)?三重態(tài)湮滅的過程實(shí)現(xiàn)綠光向藍(lán)光、紅光向綠光的上轉(zhuǎn)換，這一性能使其在光催化有機(jī)合成，光動(dòng)力治療，生物成像以及太陽能電池等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光子上轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三重態(tài)光敏劑及其在三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

光子上轉(zhuǎn)換是一種特殊技術(shù)，是可以將低能量長波長的光子轉(zhuǎn)換為高能量短波長光子的技術(shù)。即能實(shí)現(xiàn)反斯托克斯位移發(fā)光。這一性能使其在光催化有機(jī)合成，光動(dòng)力治療，生物成像以及太陽能電池等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。

目前應(yīng)用于上轉(zhuǎn)換的技術(shù)主要有三種：一是稀土材料上轉(zhuǎn)換，二是雙光子吸收上轉(zhuǎn)換，三是三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換(TTA-UC)，在這三種技術(shù)中前兩者需要的激發(fā)光能量高。相對而言，三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換所需激發(fā)光強(qiáng)度低，上轉(zhuǎn)換效率高，吸收光帶寬，而且激發(fā)、發(fā)射波長可調(diào)。因此有較大的應(yīng)用價(jià)值。

三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換的過程：1)光敏劑分子吸收光子達(dá)到其單重激發(fā)態(tài)后經(jīng)過系間竄越達(dá)到三重激發(fā)態(tài)；2)三重態(tài)光敏劑分子將能量傳遞給湮滅劑分子的三重態(tài)；3)當(dāng)三重態(tài)湮滅劑分子到達(dá)一定濃度時(shí)，兩個(gè)處于三重態(tài)的湮滅劑分子相互碰撞，一個(gè)到達(dá)單重激發(fā)態(tài)另一個(gè)回到基態(tài)；4)處于單重激發(fā)態(tài)的湮滅劑分子發(fā)射出熒光。

經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，目前大多數(shù)的光敏劑分子在TTA上轉(zhuǎn)換過程中需要高功率的激發(fā)光，但卻獲得較低的上轉(zhuǎn)換發(fā)光效率，難以實(shí)現(xiàn)對自然可見光的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種三重態(tài)光敏劑及其在三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用，本發(fā)明提供的光敏劑在低功率激發(fā)光源的條件下實(shí)現(xiàn)高效上轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明提供了一種三重態(tài)光敏劑，具有式(BDP-1)～式(BDP-3)所示結(jié)構(gòu)：

本發(fā)明還提供了上述光敏劑的制備方法，包括以下步驟：

具有式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物與I₂/HIO₃發(fā)生碘代反應(yīng)，得到具有式(BDP-1)～式(BDP-3)所示結(jié)構(gòu)的光敏劑；

優(yōu)選的，具有式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物與碘單質(zhì)的摩爾比為1：2～1：25。

優(yōu)選的，所述具有式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物按照如下方法進(jìn)行制備：

在保護(hù)氣氛條件下，將具有式(II)所示結(jié)構(gòu)的化合物與吡咯進(jìn)行反應(yīng)，得到具有式(I)所示結(jié)構(gòu)的化合物；

優(yōu)選的，所述具有式(II)所示結(jié)構(gòu)的化合物按照如下方法進(jìn)行制備：

對羥基苯甲醛與正溴丁烷進(jìn)行反應(yīng)，得到具有式(II)所示結(jié)構(gòu)的化合物。

本發(fā)明還提供了一種上轉(zhuǎn)換體系，由光敏劑和湮滅劑分散于有機(jī)溶劑中制備得到，所述光敏劑選自上述光敏劑。

優(yōu)選的，所述光敏劑為BDP-1或BDP-2時(shí)，湮滅劑為苝，所述光敏劑為BDP-3時(shí)，湮滅劑為溶劑綠5。

優(yōu)選的，所述有機(jī)溶劑為二氯甲烷。

優(yōu)選的，所述光敏劑與所述湮滅劑的摩爾比為1：(0.5～10)。