[發(fā)明專利]一種基于氰基苯乙烯的能量轉(zhuǎn)移體系及其制備方法和應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113444518B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖唐鑫;刁凱;吳可慧;李正義;孫小強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C08G83/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 劉妍妍

本發(fā)明屬于超分子發(fā)光材料領(lǐng)域，公開了一種基于氰基苯乙烯的能量轉(zhuǎn)移體系及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明能量轉(zhuǎn)移體系利用化合物D(氰基苯乙烯橋連雙脲基嘧啶酮化合物)所形成的超分子聚合物作為能量給體，利用DBT(4,7?二(噻吩?2?基)苯并[1,2,5]噻二唑)作為能量受體，通過微乳化法在水相中制備能量轉(zhuǎn)移和捕獲納米顆粒。本發(fā)明的能量轉(zhuǎn)移體系在水相中組建，綠色環(huán)保；能量轉(zhuǎn)移體系效率高，極少量受體即可進(jìn)行高效能量捕獲；具備多色彩發(fā)光特性；千分之一的受體共組裝即可制備高效白光發(fā)射材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超分子發(fā)光材料領(lǐng)域，具體涉及一種基于氰基苯乙烯超分子聚合物的水相能量轉(zhuǎn)移發(fā)光體系及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

超分子化學(xué)是研究兩種及以上的化學(xué)物種通過分子間力相互作用締結(jié)而成的具有特定結(jié)構(gòu)和功能的超分子體系的科學(xué)。超分子結(jié)構(gòu)是各種非共價相互作用的結(jié)果，包括范德華相互作用、靜電相互作用、氫鍵、疏水相互作用、配位等，其中有些作用往往在一個超分子復(fù)合物中搭配工作。其中氫鍵在材料中的應(yīng)用十分廣泛，尤其是多重氫鍵因其絡(luò)合常數(shù)高能夠在材料中發(fā)揮更大的功能。目前應(yīng)用最多的是基于脲基嘧啶酮(UPy)的單元，它可以通過自互補(bǔ)的四重氫鍵進(jìn)行二聚。如果一個分子中含有兩個UPy單元，可以形成四重氫鍵絡(luò)合的超分子聚合物。UPy單元二聚結(jié)構(gòu)如下：

自然界中的能量轉(zhuǎn)移體系也通常利用超分子作用力進(jìn)行組裝，它是基于葉綠素和蛋白質(zhì)之間的非共價鍵作用形成，通過能量轉(zhuǎn)移過程并最終將能量傳遞至反應(yīng)中心，進(jìn)而完成高效的光合作用。目前，科學(xué)家們多是基于熒光共振能量轉(zhuǎn)移的原理來構(gòu)筑人工能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。但是，一來絕大多數(shù)報道人工能量捕獲與轉(zhuǎn)移體系是在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，而不能和自然界的光捕獲系統(tǒng)一樣，在水相環(huán)境中進(jìn)行；二來很多能量轉(zhuǎn)移體系基于共價分子，合成步驟繁瑣。同時，有機(jī)溶劑對環(huán)境是有污染的，這點(diǎn)也必將限制它們的發(fā)展與推廣。由于給體與受體一般是疏水的，在水相中會呈現(xiàn)出令人不滿意的聚集熒光淬滅(ACQ)，所以在水相中構(gòu)筑的人工能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)表現(xiàn)出較低的能量傳遞效率。總之，在水相中構(gòu)筑具有高度可調(diào)發(fā)光性能的能量轉(zhuǎn)移材料是一項挑戰(zhàn)性的工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于氰基苯乙烯超分子聚合物納米粒子的水相高效超分子光捕獲及能量轉(zhuǎn)移體系及其制備方法和應(yīng)用，具有在水相環(huán)境中穩(wěn)定性好、安全綠色、低成本、多色彩發(fā)光以及制備方法簡單等優(yōu)勢。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種基于氰基苯乙烯的能量轉(zhuǎn)移體系，所述能量轉(zhuǎn)移體系利用化合物D作為光采集天線和能量給體，利用化合物A作為能量受體；同時利用D形成的四重氫鍵超分子聚合物在水相中通過微乳化法自組裝形成納米顆粒，所述化合物D 為氰基苯乙烯橋連UPy的結(jié)構(gòu)，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

所述化合物A為4,7-二(噻吩-2-基)苯并[1,2,5]噻二唑，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：

進(jìn)一步的，所述微乳化法為利用十六烷基三甲基溴化銨在水溶液中預(yù)先形成納米膠束，將給體D和受體A超聲到膠束的疏水內(nèi)層中，形成水相分散性球形納米顆粒，其中D和A的摩爾濃度比為100:1～1500:1，化合物D的濃度為1 ×10^-5mol/L～9.9×10^-5mol/L，化合物A的濃度為1×10^-8mol/L～9.9×10^-7 mol/L。

進(jìn)一步的，所述化合物D和化合物A溶于疏水性有機(jī)溶劑，混合均勻后滴加到CTAB水溶液中，所述疏水性有機(jī)溶劑為二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷中的任意一種。