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黄小荥课题组

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杂化金属卤化物发光材料

无机-有杂化材料在新型发光材料的研究上展现出了诱人的前景。其中,无机-有机杂化金属卤化物由于其合成方法简单、成本低廉、功能丰富、性能优越等特点而更加引人注目。有机与无机部分的多样选择性,为设计杂化金属卤化物带来了许多可能。例如,在其有机阳离子的选择上,离子液体阳离子因其存在着丰富的超分子作用而受到青睐;这些超分子作用不仅能带来弱分子间作用力下不同的堆积结构和拓扑结构,还能提升材料分子间的刚性环境,从而提升发光效率。而在无机中心金属离子的选择上,ns2电子构型的主族金属离子脱颖而出;这是由于其孤对电子的存在,配位数及构型灵活多变,易与卤离子形成配阴离子,进而能够与有机阳离子通过丰富的分子间作用组装形成结构多样的杂化离子型金属卤化物。进一步地,由于这类ns2型金属离子具有丰富的结构配位数以及灵活的立体化学构型,它们易与有机小分子、卤离子等配位形成结构类型可调的多核簇结构基元,簇的引入带来更多的超分子作用位点,并可进一步与各类阳离子形成结构及组成明确、结构类型丰富的发光簇合物。

我们的研究致力于将有机阳离子(包括卤化物离子液体、有机铵盐、有机膦盐等)、ns2电子构型的主族金属离子Sb(III)、Bi(III)、Pb(II)、Te(IV)和d10电子构型的主族金属离子In(III)以及过渡金属离子Mn(II)等的配阴离子、有机配体进行组装,形成组成多样、结构类型与尺寸可调、高光效且廉价的杂化金属卤化物发光材料,并探索它们在LED发光、信息加密与防伪、传感等领域的应用。

研究主要从以下两个方面展开:

一、杂化金属卤化物发光材料的构效关系研究。

从阳离子组成与结构(支链数量、长度等),键长、键角等角度研究杂化金属卤化物结构与发光性能之间的构效关系,研究涵盖SbChem. Commun. 2015, 51, 3094-3097;Inorg. Chem. 2021, 60, 23, 17837-17845;Chem. Commun. 2021, 57, 13784-13787; Dalton Trans. 2022, 51, 4919-4926;J. Phys. Chem. C 2022, 126, 17381-17389)、BiChem. Eur. J. 2017, 23, 15795-15804;Inorg. Chem. 2019, 58, 8079-8085;Inorg. Chem. 2020, 59, 13465-13472;J. Mater. Chem. C 2021, 9, 1814-1821;Inorg. Chem. Front. 2021, 8, 4474-4481; CrystEngComm 2021, 23, 3744-3752; Dalton Trans., 2021, 50, 16406)、PbJ. Mater. Chem. C 2019, 7, 9803-9807;Dalton Trans. 2019, 48, 6690-6694)、TeInorg. Chem. 2018, 57, 5282-5291)、In基(Dalton Trans. 2021, 50, 16406-16413;Inorg. Chem. 2023, 62, 18331-18337)以及MnChem. Commun. 2019, 55, 7303-7306)杂化卤化物。于2021年撰写综述对非质子型离子液体阳离子构筑的零维金属卤化物发光材料进行了全面的总结和展望(金建策、黄小荥等,Coordin. Chem. Rev. 2021, 214185);

二、刺激响应型杂化金属卤化物的合成及其应用研究。

研究聚焦于调控杂化金属卤化物结构中的超分子作用力以调控其刺激响应性能的研究。包括SbAngew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 9974-9978(三重热致荧光转变); Inorg. Chem. 2021, 60, 23, 17837-17845(溶剂变色);Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 23373-23379(多米诺相变))、PbChem. Eng. J. 2021, 424, 130544(热致变色))杂化卤化物。于2020年应邀撰写综述介绍了杂化锑、铋卤化物中的相变与荧光转变(申南南、黄小荥等,CrystEngComm 2020, 22, 3395-3405);2022年应邀撰写综述介绍了杂化金属卤化物这类新型刺激响应荧光材料(王泽平、黄小荥,Chem. Eur. J. 2022, 28, e202200609)

该研究方向目前/曾经由以下项目基金支持:国家自然科学基金重大研究计划培育项目(1项)、国家自然科学基金面上项目(1项)、国家自然科学基金青年项目(1项)、福建省自然科学基金面上项目(1项)、福建省自然科学基金青年基金项目(1项)。

Created: Feb 20, 2023 | 21:57