可蓝光激发阳离子型有机铱(III)配合物的设计、合成及应用

Blue-light excitable cationic organic iridium(III) complexes can be used as down-conversion luminescent materials in light-emitting diodes (LEDs) excited by blue GaN chips for obtaining high quality warm or neutral white light. Blue-light excitable cationic organic iridium(III) complexes also can be used in some other fields, such as chemiluminescence detection and bioimaging. In such fields, when blue-light being used as excitation light instead of usual ultraviolet light, some defects caused by ultraviolet light can be avoided, such as the disturbances of the light-emitting from non-target, phototoxicity, photodecomposition and so on. However, up to now, the excitation spectra of most of cationic organic iridium(III) complexes locate in ultraviolet light region and can not be excited by blue-light. In this project, efficient blue-light excitability of the cationic organic iridium(III) complexes will be realized by enlarging conjugated system in organic ligands, electron donor-acceptor (D-A) units being involved in ligands, electron donor substituting groups on coordinated aromatic rings and π-π stacking, and such blue-light excitable cationic organic iridium(III) complexes will mainly be used in warm or neutral white LEDs and detections of ions.

可蓝光激发的阳离子型有机铱(III)配合物可在GaN蓝光芯片激发的LEDs中用作下转换发光材料，用来制备高品质暖白光和中性白光。可蓝光激发的阳离子型有机铱(III)配合物还可用于化学发光检测和生物成像等领域，可以避免常用的紫外光激发所导致的非目标待检物发光干扰，同时可以避免紫外线的光毒性和光致分解等副作用。但目前绝大多数阳离子型有机铱(III)配合物的激发光谱位于紫外光区，不能实现蓝光激发，本项目计划通过在有机配体上扩大共轭体系、引入给电子-吸电子基团（即D-A单元）、配位芳香环上引入给电子取代基和π-π堆积等方法来实现阳离子型有机铱(III)配合物在蓝光区的高效激发，并将获得的可蓝光激发的阳离子型有机铱(III)配合物应用于暖白光/中性白光LEDs和离子检测等领域。

阳离子型有机铱(III)配合物是最近十多年迅速发展起来的一类新型发光材料，具有发光亮度和效率（理论量子效率高达100%）高，发光颜色可以通过配体变化进行调节，热稳定性和光稳定性高，合成容易，产率高等优点。可蓝光激发的阳离子型有机铱(III)配合物可在GaN基蓝光芯片激发的LEDs中用作下转换发光材料，用来制备高品质暖白光和中性白光。可蓝光激发的阳离子型有机铱(III)配合物还可用于化学发光检测和生物成像等领域，可以避免常用的紫外光激发所导致的非目标待检物发光干扰，同时可以避免紫外线的光毒性和光致分解等副作用。但绝大多数阳离子型有机铱(III)配合物的激发光谱通常位于紫外光区，难以实现蓝光激发。本研究项目通过在有机配体上扩大共轭体系、引入给电子-吸电子双极性基团、在有机配体芳香环上引入给电子取代基和分子内/间π-π堆积等方法来实现阳离子型有机铱(III)配合物在蓝光区的高效激发。此外，通过溶胶-凝胶法将阳离子型有机铱(III)配合物掺杂到硅胶中，进一步提高了此类发光材料的稳定性和发光效率。这些可蓝光激发的阳离子型有机铱(III)配合物及其复合发光材料被应用于LEDs中，制得了一批高效率高发光品质的暖白光/中性白光LEDs。这些配合物也在高灵敏度高选择性发光检测重金属离子等领域获得了应用。另外，在该项目的支持下，还合成了一些成功应用于LEDs的石墨相氮化碳和共价有机框架二维发光材料，以及用于发光检测的金属有机框架材料。