科研方向

现阶段主要是合成共轭高聚物PPV与稀土配合物的复合材料、PPV与纳米TiO2的复合材料,以及结构和性能的表征、高压下的性能等。目前已经合成了PPV、PPV与稀土离子的复合物,并进行了各种结构性能表征以及高压性能测试,研究取得了重要的进展。投稿论文2篇,正在撰写2篇。


PPV随压力变化的荧光光谱图



稀土铕离子掺杂对PPV的光致发光性能的影响



0,1,2,3,4,5分别代表在PPV与铕离子的复合物中含铕离子质量百分比为0,0.1,0.125,0.15,0.175,0.2。

高分子发光材料简介
目前发光材料的研究主要集中在无机材料,但是由于许多无机材料发光强度不高,加工成型性能不佳,稳定性不高,而且成本较高,因此急需发展新型材料来解决目前存在的问题,高分子材料由于其本身加工成型能好,具有较强的发光强度,正有望成为替代无机小分子发光材料,作为一种潜在的新型发光材料。虽然高分子发光材料在近几年取得了一定的进展,但是由于其发光强度,发光效率还达不到工业应用的标准。因此有必要对目前的材料进行改性。
极端条件下的高压技术又可能为高分子发光材料改性提供一种新的途径,通过测量高压下的荧光,啦曼,甚至吸收光谱等,可提供材料的微观结构,例如电子态结构,高分子链聚集态结构等,通过对数据的分析同时又可为指导开发新的高分子发光材料提供一个理论基础。

高分发光材料最有代表性和最有望尽快实现工业化的是PPV(poly-(para-phenenylenevinylene)),目前我们研究室正在对PPV合成,以及通过化学掺杂(包括稀土离子,稀土配合物)对PPV进行改性,来提高其发光强度,取得了比较明显的效果。同时与纳米粒子的复合,可调节发光的颜色。同时我们也研究了高压下的PPV的啦曼,荧光性能,并取得了一定的成果。

另外PPV还是一种半导体材料,对其电导和高压下的电导也是我们以后的研究的方向。同时我们研究室还在于其他实验室进行合作对有机光纤,液晶等其他高分子材料进行性能表征,以及探讨高压下的效应。


PPV简介
共扼高聚物PPV(poly(para-phenenylenevinylene))分子结构式如下所示。由于高聚物具有良好的加工成型性能,在大面积显示器方面是目前主要有小分子做成的发光材料无法比拟的。作为一种潜在发光材料和光电子器件材料,是由于其主链苯环和C=C双键,从而在整条链上类似形成一个大的?键。当吸收一定光子的能量,基态的?电子被激发变成激发态?*,然后经过辐射驰豫回到基态,同时释放出一定能量的光子。即通常所讲的荧光。但是由于目前所合成的PPV并不是理想的二维材料,由于化学结构上的缺陷,分子链聚集态结构不同,导致非辐射衰减不一样,目前文献报道由于非辐射衰减而导致的荧光猝灭所占的比例为90%,所以目前PPV的发光效率最高为0.75%,离理论上最高可达25%差的很远。因此有必要对PPV进行改性,目前国内外有不少的研究机构也正在做此方面的研究,取得了一定的进展,但效果都不太明显。
目前我们实验室通过用稀土铕离子掺杂PPV,使得PPV的荧光强度提高几倍。同时PPV的荧光峰位却没有发生任何变化。这正有望解决PPV发光强度,发光效率不高的缺点,从而推动工业化进程。另外目前又有报道通过与纳米TiO2,CdS复合,改变与PPV的配比,可使PPV的发出的光的颜色可以进行调节,从而又为作为各种彩色显示器提供了一种新材料。

现在随着高压技术引进,由于PPV作为高分子本身所具有的特点-多分散性,分子量大分子链长,在高压下,材料的物理,化学将有一定的变化,将又为材料的改性提供了一种材料改性的方法。同时高压下的光学性能又表征了材料的微观结构,可反映出材料电子态结构等,可为研究材料提供一定的理论基础。