両親媒性金属錯体の自己組織化による超分子ナノ界面の構築

两亲性金属配合物自组装构建超分子纳米界面

基本信息

批准号：
12F02349
负责人：
君塚信夫
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02349/
关键词：
自己組織化アップコンバージョン金属錯体三重項発光フォトン・アップコンバージョン配位高分子多孔性金属錯体再生可能エネルギー光物性エネルギーマイグレーションエネルギー移動ホスト・ゲスト亜鉛錯体ドナー・アクセプター電子移動超分子

项目摘要

本研究は、多孔性金属錯体(metal-organic framework; MOF)を基盤として、アクセプター部位を骨格内に規則的に配置することで、三重項エネルギー拡散とtriplet-triplet annihilation (TTA) が効率的に起こり、高効率なフォトン・アップコンバージョンを実現することを目的とした。9,10-anthracene dibenzoate (adb)を鈴木カップリングにより合成し、この配位子を用いて水熱合成によりMOFを合成した。その際、co-ligandとしてdabcoや4,4’-bipyridineを用いることで、得られるMOF構造中のadbの配列を系統的に変化させることに成功した。得られた複数種類のMOFの微結晶をそれぞれドナーの溶液に分散し、凍結脱気処理により系中の酸素を除去した後に532 nmの光を照射したところ、青色のアップコンバージョン発光が明確に観測された。この青色発光はマイクロ秒スケールの長い発光寿命を示し、また発光強度の励起光強度依存において、励起光強度を増加させると二次から一次へと挙動が変化したことより、この発光がTTA過程を経たアップコンバージョンであることが示された。更に、このMOFのナノ結晶の表面をドナーで修飾することで、アップコンバージョンナノ複合材料を合成することに成功した。得られたナノ材料をポリマー中に分散して分光測定を行ったところ、驚くべきことに太陽光程度の弱い光でアップコンバージョン効率を最大化したことが分かった。このような理想的なアップコンバージョン性能はこれまで報告が無く、本研究結果をNature Materials誌に投稿し、現在リバイズ中である。

该研究旨在通过在基于多孔金属有机框架（MOF）的框架内规则排列受体位点来提高三重态能量扩散和三重态-三重态湮没（TTA）的效率，以实现高效的光子上转换。通过Suzuki偶联合成了9,10-蒽二苯甲酸酯(adb)，并利用该配体通过水热合成法合成了MOF。当时，通过使用dabco或4,4'-联吡啶作为辅助配体，他们成功地系统地改变了所得MOF结构中的adb序列。将得到的多种MOF微晶分散在供体溶液中，通过冷冻脱气处理除去体系内的氧后，照射532nm的光，可以清楚地观察到蓝色的上转换发光。这种蓝色发光在微秒尺度上表现出长的发光寿命，并且当激发光强度增加时，发光强度对激发光强度的依赖性从二阶变为一阶，表明这种发光是结果表明，上转换是由TTA过程引起的。此外，通过用供体修饰 MOF 纳米晶体的表面，我们成功合成了上转换纳米复合材料。当纳米材料分散在聚合物中并进行光谱测量时，他们令人惊讶地发现，在像太阳光一样弱的光下，上转换效率最大化。如此理想的上转换性能迄今为止尚未见报道，该研究结果已提交至《Nature Materials》杂志，目前正在修订中。