基于碳化聚合物点的发光液晶的合成及其性能研究

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碳化聚合物点(CPDs)作为一种优秀的荧光物质,因其高荧光量子效率、低成本、化学惰性、低细胞毒性、光稳定性和出色的生物相容性被广泛的应用在有机发光二极管(OLED)、荧光探针以及生物成像等领域。本论文中,将碳化聚合物点与液晶相结合,通过在碳化聚合物点的表面接枝传统液晶分子制备了两种聚集态发光液晶,并进一步研究了发光液晶结构与性能的关系以及表面修饰液晶对其光学性质的影响。具体工作主要从以下两个方面展开:1、通过利用烷基化的氰基联苯对碳化聚合物点的表面进行修饰构筑了一种发光液晶CPD-LC,利用核磁共振(~1H NMR,13C NMR)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)等测试手段对CPD-LC的结构和形貌进行了表征。然后通过热重分析(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、一维广角X射线衍射(1D-WAXD)对该样品的相行为和液晶性质进行了考察。结果表明,通过对CPD的表面接枝棒状的液晶分子使这种CPD-LC表现出优异的液晶行为。此外,通过紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(PL)和粉末量子效率光谱仪(PLQY)对CPD-LC的光物理性质进行研究发现,修饰了液晶分子氰基联苯后,CPD-LC在溶液状态表现出更强的发光行为,同时,CPD-LC在固态薄膜状态下也表现出较高的发光效率。结果表明所制得的CPD-LC在聚集状态下显示出优异的液晶性能和高发光效率。2、进一步地,设计和合成了一种接枝了胆固醇的碳化聚合物点发光液晶(CPD-Chol)。同样通过~1H NMR、13C NMR、FT-IR、XPS、TEM、DLS等测试手段对CPD-Chol的结构和形貌进行了考察。然后通过TGA、DSC、POM、1D-WAXD对该样品的相行为和液晶性质进行了考察。接枝了胆固醇的CPD-Chol同样具有液晶性。UV-Vis和PL的测试结果表明修饰了液晶分子胆固醇后,CPD-Chol在溶液状态和固态薄膜状态下都表现出较高的发光效率。表明所设计的通过在CPD表面接枝液晶基元来制备发光液晶的策略是行之有效的,该策略为发光液晶的研究开辟了新的道路。
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