设计并制备三种具不同官能团的铱[III]邻菲啰啉配合物: [Ir(ppy)₂phen-Br]Cl, [Ir(ppy)₂phen-COOH]Cl, [Ir(ppy)₂phen-Si]Cl,以及对比参照物[Ir(ppy)₂phen-NH₂]Cl.其中, ppy为2-苯基吡啶, phen-Br为2-溴-2甲基-N-(1, 10-菲啰啉-5-基)丙酰胺, phen-COOH为4-[(1, 10-菲啰啉-5-基)氨基]-4-酰基丁烯酸, phen-Si为5-[N, N-二-3-(三乙氧硅)基]酰亚胺-1, 10-菲啰啉, phen-NH₂为5-氨基-邻菲啰啉,并采用核磁共振(NMR)、质谱(MS)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、荧光(PL)光谱法和循环伏安法(CV)等对上述配合物进行了分析和表征.光物理性能研究结果表明:这些配合物在蓝-紫色可见光区域有较强吸收,可发射出明亮的黄色到橙红色荧光,量子效率达到12%以上.相比较于参照物[Ir(ppy)₂phen-NH₂]Cl (5.78 μs),三种新型配合物在量子效率未明显降低甚至提高的前提下,荧光寿命有了显著的提高(9.18-12.00 μs).其中, [Ir(ppy)₂phen-Br]Cl (1)不但有最高的荧光量子产率(32%)和最长的荧光寿命(12.00 μs),而且也具有最好的氧传感性能, I₀/I (无氧与纯氧条件下的荧光强度比值)可达到10.91.这使得[Ir(ppy)₂phen-Br]Cl有望成为接枝型,较高性能的光学氧传感器的候选氧敏指示剂.除此之外,还通过含时密度泛函理论(TD-DFT)计算对配合物光电性能进行补充说明,理论计算表明:这些配合物是以铱为中心的近似八面体结构,理论计算结果与实际实验数据相一致.

采用柠檬酸钠辅助的水热方法合成了一系列具有不同长径比的Tm³⁺掺杂的β-NaYF₄ (NaYF:Tm³⁺)微米棒(盘).通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),能量色散X射线荧光光谱(EDX),傅里叶变换红外(FTIR)光谱和激光光谱学等手段对所制备的系列β-NaYF₄微米棒(盘)进行了表征. XRD和SEM分析表明β-NaYF₄微米棒(盘)的长径比依赖于前驱液的pH值,随着前驱液的pH值的增加,从长棒逐渐过渡到六角盘.光谱测量结果表明:一系列NaYF₄:Tm³⁺微米晶体在656 nm脉冲激光选择激发下,均获得了强烈的单带近红外下转换荧光发射.系统研究了激发波长、环境温度和颗粒长径比对NaYF₄:Tm³⁺微米晶体中单带近红外荧光强度的调控.结果表明:颗粒长径比越大,荧光强度越强.进一步探索了颗粒长径比调控的荧光增强机理,并提出了基于长径比控制的缺陷空位机理.

选择N-正丁基咔唑作为电子给体,芴酮作为桥键,苯甲酸作为受体,通过桥键芴酮与给体和受体连接位置的改变,设计合成了两个咔唑染料4-(6-(N-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9H-芴-3-基)苯甲酸(HXL-3W)和4-(7-(N-正丁基咔唑-3-基)-9-氧-9H-芴-2-基)苯甲酸(HXL-4Z).对咔唑染料的光谱性能、电化学性能和光电转换性能进行了研究,并运用密度泛函理论(DFT)方法对其几何结构和紫外-可见光谱进行了优化计算.结果表明, HXL-4Z的吸收光谱呈现两个明显的π→π^*跃迁吸收峰和一个较小的对应于分子内电荷转移的吸收峰,而HXL-3W的吸收光谱则仅呈现一个π→π^*跃迁吸收峰,且摩尔吸光系数远小于HXL-4Z.可能是HXL-3W分子结构中给体和受体距离较近,张力较大,导致较差的分子平面性和分子内电荷转移.因而HXL-4Z的光吸收能力和电子注入效率较优,从而具有较好的光电转换效率(2.03%) (短路电流(J_SC) = 3.88 mA·cm^-2,开路电压(V_OC) = 700 mV,填充因子(FF) = 0.75).

用2-溴吡啶通过乌尔曼反应修饰9-(4-苯胺基)-9-苯基芴合成了一种具有大体积空间位阻的双极性分子(PFPhDPy),这种化合物因其大的空间位阻、芴优异的双极型传输特性、共轭阻断结构以及吸电子的吡啶官能团而有望获得良好的热稳定性、稳定的无定形态、高的三线态能级和良好的双极性特征.热重分析曲线表明其失重5%的分解温度为336℃.差示扫描量热曲线显示将该化合物加热到190℃既没有熔化现象也没有结晶现象,意味着该化合物具有高的形貌稳定性.通过密度泛函理论计算,该化合物的最高占有轨道(HOMO)和最低未占有轨道(LUMO)完全分离,说明该化合物具有双极性特征,通过磷光光谱得到三线态能级为3.0 eV.紫外光谱显示该化合物不依赖于溶剂效应的三个特征吸收峰分别为276、298和308 nm.荧光光谱在二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇和乙腈溶剂中随着溶剂的极性增加光谱发生蓝移,其最大发射峰从390 nm转变为363 nm.另外,该化合物的结构分别通过基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)、氢核磁共振(¹H NMR)和碳核磁共振(¹³C NMR)谱进行了结构表征.

氨基酸残基对探针分子的荧光猝灭行为可以为生物大分子的结构及构象动力学研究提供重要的信息.本文运用飞秒瞬态吸收光谱和时间相关单光子计数实验系统研究了在水(H₂O)和氘代水(D₂O)溶液中乙酰基取代酪氨酸(AcTyr)对Eosin Y的超快荧光猝灭动力学过程.发现导致AcTyr对Eosin Y荧光猝灭的主要原因是由于它们之间形成了短寿命的基态复合物.我们还发现Eosin Y与AcTyr形成的基态复合物的激发态寿命具有明显的动力学同位素效应,表明AcTyr对Eosin Y的荧光猝灭是通过质子耦合电子转移过程发生的.

提高有机电致发光器件(OLED)的稳定性和寿命是其市场化应用中需要解决的关键问题.本文从提高发光材料自身的稳定性出发,以Mg(CF₃COO)_2-x(CH₃COO)_x溶胶为前驱体,将其与8-羟基喹啉铝(Alq₃)混合浓缩成糊状后, 300 ℃真空烧结,经过MgF₂的生成和Alq₃的相变后,形成了一系列Mg含量不同的具有超结构ε相的纳米复合材料Alq₃-MgF₂.研究结果表明,相比于纯Alq₃, Alq₃-MgF₂纳米复合材料制备的OLED可以很好地保持Alq₃的发光特性,同时,其抗老化性能得到显著提高.特别是, Mg(CH₃COO)₂投料量为Alq₃的5% (摩尔分数)时,所得Alq₃-MgF₂纳米复合材料制备的器件抗老化性能最优,在空气中老化72 h,最大发光亮度仍保持在起始值的93.5%;而Alq₃制备的OLED在空气中老化24 h后基本失活.

局域表面等离激元共振(LSPR)显微探针的检测灵敏性主要取决于针尖上修饰的纳米粒子的LSPR性质.本文采用阴离子辅助法,在水溶液中通过调节Au核与Ag⁺的物质的量之比,实现Au核上不同厚度的Ag壳层包覆,可控地一步合成均一性好、银壳层较厚(≥10 nm)的核壳比不同的球形Au@Ag纳米粒子.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及扫描透射电子显微镜X射线能谱(STM-EDS)线扫描分析对不同核壳比的Au@Ag纳米粒子进行形貌组成表征,证实了所合成核壳结构的可控性.将不同核壳比的Au@Ag纳米粒子置于不同折射率溶液中进行纳米粒子介电敏感性的研究,表明7.5 nm Au@28 nm Ag的纳米结构具有最高的品质因子.同时将不同核壳比的Au@Ag纳米粒子置于不同折射率的非导电性基底上进行单颗纳米粒子散射性质的研究,结果表明7.5 nm Au@28 nm Ag纳米粒子适合作为LSPR显微探针的高检测灵敏性纳米结构之一.

在自制的介质阻挡放电等离子体重整制氢装置上进行了甲烷部分氧化重整制氢的实验研究. 本文研究了氧碳(O/C)摩尔比, 进气流量, 放电间隙, 放电区间长度, 填充物的直径、形状和材料, 放电电压和放电频率对甲烷转化率、氢产率和产物的选择性(H₂、CO和CO₂)的影响. 实验结果表明: 放电区域的参数对甲烷转化率有较大的影响. 甲烷转化率随着放电区域长度的增大而增大, 当放电区域长度从5 cm增大到20 cm时, 甲烷转化率从6.87%增大到22.26%, 增大率为224%. 同时, 放电区域的填充物对产氢效果有较大的影响. 当反应器填充颗粒时, 甲烷转化率比无填充物时高. 选择适当介电常数的填充物具有巨大的实际工程意义. 另外, 氢产率和氢气的选择性随着放电频率的增大而增大, 当放电频率从1.5 kHz 增大到7.0 kHz 时, 氢产率从1.10%增大到9.49%, 氢气的选择性从21.18%增大到30.06%. 实验结果将对碳氢燃料等离子体重整制氢的车载应用提供实验依据.

基于溶液法加工制备的聚合物太阳能电池的高温热稳定性是决定器件能否兼容后续高温热封装工艺, 如热压封装、高温原子层沉积(ALD)等的一个关键. 本文分别利用聚(3, 4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和MoO₃作为阳极缓冲层, 以及ZnO和LiF 作为阴极缓冲层, 制备了结构为氧化铟锡(ITO)/阳极缓冲层/3-己基取代聚噻吩:(6, 6)-苯基C₆₁-丁酸甲酯(P3HT:PC₆₁BM)/阴极缓冲层/Al 的太阳能电池, 系统地比较研究了不同界面缓冲材料对器件光电转换性能及稳定性的影响, 特别是在高温煺火条件下器件的性能稳定性差异. 结果表明, 聚合物太阳能电池的热稳定性同器件的结构以及所用的缓冲层材料有密切的相关性. 其中, 利用MoO₃及ZnO分别作为阳极与阴极界面修饰层的P3HT:PC₆₁BM器件在120-150 ℃的温度范围内能够较好地保持器件的光电转换性能. 这一结果为后续需要高温封装工艺的器件提供了有意义的结构优化指导. 此外, 研究结果还表明利用ZnO作为阴极缓冲层能够改善器件的长时间稳定性.

激光诱导炽光(LII)法是一种用于测量火焰中碳烟体积分数的光学测试方法. 本文介绍了LII 的基本原理以及LII 实现定量测量的常见标定方法, 建立了一套基于双色法-激光诱导炽光法(2C-LII)的用于柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数定量测量的测试系统, 该测试系统采用双成像原理, 可以实现多点标定和全视场范围内的碳烟体积分数测量. 在一台工作在1200 r·min^-1、喷油量21 mg的光学单缸柴油机上, 研究了60、100 和140MPa三个不同喷油压力下, 缸内燃烧过程碳烟的分布情况, 结果表明, 碳烟自发光出现在燃烧放热率峰值之后, 且随着喷油压力提高, 碳烟发光持续期缩短, 碳烟发光强度降低. 测试区域内火焰中的碳烟体积分数范围约为0-50×10^-6. 不同喷油压力下, 碳烟生成初期、碳烟峰值和碳烟氧化三个阶段内平均碳烟体积分数的范围分别是: 5×10^-6-9×10^-6, 15×10^-6-20×10^-6和14×10^-6-16×10^-6. 喷油压力提高后火焰中的碳烟分布区域面积增大, 平均碳烟体积分数减小, 碳烟体积分数的空间分布趋于均匀.

左氧氟沙星(LOFX)是一种知名的抗菌药物, 它的价格非常便宜, 且有成熟的合成和纯化技术. 本文中首次将LOFX作为一种蓝光发光材料和电子传输材料应用于有机电致发光器件(OLED)中. 通过热重分析、UVVis吸收光谱、发射光谱以及循环伏安曲线详细地表征了LOFX的热学及光物理特性. LOFX有高的分解温度,为327 ℃; HOMO、LUMO能级分别为-6.2 和-3.2 eV, 光学带隙为3.0 eV. 以LOFX作为客体材料, 掺杂在主体材料4,4'-二(9-咔唑)联苯(CBP)中制备了蓝光OLED, 该器件的电致发光(EL)发射峰位于452 nm, 最大亮度为2315 cd·m^-2. 进一步, 选择8-羟基喹啉铝(Alq₃)作为参考材料, 分别以LOFX和Alq₃作为电子传输材料制备了结构相同的单载流子器件和绿色磷光OLED. 在相同的电压下, 以LOFX作为电子传输材料的单载流子器件的电流密度比以Alq₃作为电子传输材料的单载流子器件更高. 同时, 以LOFX作为电子传输材料的绿色磷光OLED获得更高的器件效率. 从这些EL性能可以看出, LOFX同时也是一很好的电子传输材料.

N,N-二甲基羟胺(DMHA)是用于动力堆乏燃料后处理U与Pu和Np分离的新型无盐还原剂, 本文研究了硝酸对DMHA γ-辐解及液态辐解产物的影响. 研究结果表明: 在U、Pu分离循环和Pu纯化循环的辐照剂量下, 在0.3-1.0 mol·L^-1的硝酸溶液中, 0.1 和0.5 mol·L^-1 DMHA具有较好的辐照稳定性. 当吸收剂量为5-25kGy时, DMHA硝酸溶液的液态辐解产物主要有单甲基羟胺、甲醛、甲酸和亚硝酸. 有机物的浓度远远高于亚硝酸浓度, 且随着剂量和硝酸浓度的增加而增大. 对于相同的硝酸浓度和剂量, 0.1 mol·L^-1 DMHA辐解产生的一甲基羟胺的浓度高于0.5 mol·L^-1 DMHA, 但前者辐解产生的甲醛浓度低于后者; 当硝酸浓度较高时, 0.1 mol·L^-1 DMHA辐解产生的甲酸浓度高于0.5 mol·L^-1 DMHA. 亚硝酸浓度与硝酸浓度及剂量的关系取决于起始DMHA和硝酸浓度.

研究了氧化石墨烯(GO)掺杂聚(3,4-亚乙二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸) (PEDOT:PSS)作为空穴注入层对有机发光二极管发光性能的影响. 在PEDOT:PSS水溶液中掺入GO, 经过湿法旋涂和退火成膜后, 不仅提高了空穴注入层的空穴注入能力和导电率, 透光率也得到了相应的提高, 从而使得有机发光二极管(OLED)器件的发光性能得到了提升. 通过优化GO掺杂量发现, 当GO掺杂量为0.8%(质量分数)时, 空穴注入层的透光率达到最大值(96.8%), 此时获得的OLED器件性能最佳, 其最大发光亮度和最大发光效率分别达到17939 cd·m^-2和3.74 cd·A^-1. 与PEDOT:PSS 作为空穴注入层的器件相比, 掺杂GO后器件的最大发光亮度和最大发光效率分别提高了46.6%和67.6%.

分别制备了二氧化硅壳层厚度为10、25和80 nm的三种Ag@SiO₂纳米粒子, 合成了铕与不同比例苯甲酸根(BA)的配合物、铕与1, 10-邻菲罗啉(phen)及2, 2'-联吡啶(bpy)的配合物, 并对其进行表征. 表征结果推测配合物的组成为Eu(BA)_nCl_3-n·2H₂O (n=1, 2, 3)、Eu(phen)Cl₃·2H₂O和Eu(bpy)Cl₃·2H₂O. 配合物的荧光光谱显示, 在加入Ag@SiO₂纳米粒子后, 复合物的荧光强度有不同程度的增加, 这可能是由于表面等离子体共振造成的. 不同硅壳厚度的Ag@SiO₂纳米粒子的荧光增强顺序是25 nm>80 nm>10 nm, 这表明二氧化硅核壳厚度约25 nm时有较强的表面等离子体共振效应. 此外, 在这些复合物中, Eu(phen)Cl₃·2H₂O复合物的增强效果是最强的, 而Eu(BA)_nCl_3-n·2H₂O的增强效果是最弱的. 在三个苯甲酸铕配合物中, Eu(BA)₃·2H₂O的增强效果最弱, 其他两个苯甲酸铕复合物增强效果相对较好. 原因可能是含氮配合物(Eu(phen)Cl₃·2H₂O和Eu(bpy)Cl₃·2H₂O)可以和Ag@SiO₂更好地成键, 而苯甲酸铕配合物和Ag@SiO₂纳米粒子的作用相对较弱. Ag@SiO₂纳米粒子有望应用于增强稀土材料的发光.

采用溶胶-凝胶分子模板法在50 nm 厚金膜表面制备约40 nm 厚介孔二氧化硅(MPS)薄膜, 然后在MPS薄膜表面静电自组装金纳米粒子(GNP)单层膜, 形成的多层膜结构用作表面增强拉曼散射(SERS)基底.利用扫描电镜观测到MPS薄膜具有表面开口多孔结构, 有助于小分子向薄膜内快速扩散. 基于时域有限差分(FDTD)方法对电场分布的仿真结果指出, 在表面等离子体共振(SPR)条件下分布于金膜与GNP之间的消逝场显著增强. 由于空间重叠, 该增强场能够高效激发MPS内富集的小分子拉曼信号, 产生的拉曼信号还可免受金属作用的干扰. 利用Kretschmann 结构和尼罗蓝(NB)拉曼活性分子测试了Au/MPS/GNP基底在785 nm激发波长下的SERS效果, 并与Au/GNP基底进行了比较. 结果表明, 在SPR条件下, Au/MPS/GNP基底能够导致较强的定向和背向拉曼信号, 而且在586 cm^-1处的背向拉曼信号强度是Au/GNP基底的40 倍, 这归功于MPS薄膜. 进一步测试表明背向拉曼信号强度与NB浓度成正相关. 这意味着Au/MPS/GNP基底具有良好的半定量检测本领.

以和频(SFG)振动光谱技术探测了正十二硫醇(DDT)在不同受限状态下的分子振动信号, 包括金属基底上的自组装单层(SAM)分子, 放置在二氧化硅基底上的表面DDT化的金纳米粒子以及金纳米粒子的甲苯溶液. 在三种状态下都探测到了来自于DDT分子的振动光谱, 振动光谱的区别提供了在不同受限态下DDT分子的结构信息. 在金属基底上DDT分子排列规整, 放置在二氧化硅基底上的金纳米粒子表面的DDT分子具有一定的柔性, 在空气-甲苯溶液界面金纳米粒子表面的DDT分子高度无序. 此外, 光谱实验显示, 金纳米粒子表面的分子振动信号产生了局域场增强的效应, 相对于金基底上的自组装单层分子而言, 增强系数为10²-10³, 取决于光谱的偏振组合.

对二氟沙星在中性水溶液中的光化学性质进行了研究. 在pH值为7.17 的水溶液中二氟沙星的紫外吸收峰位于273 nm (摩尔消光系数ε=33000 dm³·mol^-1·cm^-1), 323 nm (ε=15500 dm³·mol^-1·cm^-1), 335 nm (ε=15500 dm³·mol^-1·cm^-1)处. 荧光吸收和发射光谱均显示二氟沙星具有pH效应, 其pK_a(电离平衡常数)测定分别为5.9 和9.8. 二氟沙星的荧光量子产额较低, 在pH=3.00 时达到最大值, 为0.06. 同时对二氟沙星在中性水溶液中的激光光解和脉冲辐解进行详细研究. 激光光解研究发现在水溶液中二氟沙星的三重激发态位于620nm, 其摩尔消光系数为7900 dm³·mol^-1·cm^-1. 通过能量转移的方法得到其三重激发态的能量为263.5 kJ·mol^-1,三重激发态的量子产额为0.21. 在激光激发下, 二氟沙星进行单光子电离其量子产额为0.02. 脉冲辐解研究表明二氟沙星可以与水合电子(e_aq^-)及羟基自由基(·OH)快速反应, 其二级反应动力学常数分别为1.72×10¹⁰和1.0×10¹⁰ dm³·mol^-1·s^-1. 本文对二氟沙星光化学性质的研究有助于确定其光敏毒性的产生机理.

采用坩埚下降法生长了Tm³⁺掺杂浓度为0.45%，0.90%，1.63%与3.25%（摩尔分数，x）的LiLuF₄单晶.测试了样品的电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）、X射线衍射（XRD）谱、吸收光谱（1400-2000 nm），并且分析比较了808 nm半导体激光器（LD）激发下荧光光谱. 结果表明：当Tm³⁺的浓度从0.45%变化到3.25%时，1800 nm处的荧光强度呈现了先增后减的趋势，当掺杂浓度约为0.90%时达到最大值，而位于1470 nm处的荧光强度则呈现了相反的趋势. Tm³⁺：³F₄能级的荧光衰减寿命随着掺杂浓度的增加不断减小. 1800 nm处的这种荧光强度变化归结于Tm³⁺离子间的交叉驰豫效应（³H₆，³H₄→³F₄，³F₄）和自身的浓度猝灭效应. 同时计算得到了浓度为0.90%的样品在1890 nm处的最大发射截面为0.392×10^-20 cm². 并且根据Judd-Ofelt 理论所得寿命和测定的荧光寿命计算得到了³F₄→³H₆的最大量子效率约为120%.

在晶体硅表面沉积本征非晶硅层的异质结（SHJ）太阳电池以其高效率、高稳定性、低成本和低温制备等诸多优势被人们广泛关注. 在晶体硅衬底表面制绒，是提高太阳电池效率的有效途径之一. 本文采用四甲基氢氧化铵（TMAH）在硅片表面制备了不同形貌的金字塔结构的硅异质结电池衬底，并应用到电池中. 通过研究不同金字塔的形貌，光学特性以及电学特性，找出提高硅片钝化效果，改善异质结电池的性能的优化的金字塔结构. 结果表明：2%（w）TMAH，10%（w）异丙醇（IPA）可以在硅片表面制得标准四面体金字塔结构. 和其它两种金字塔结构相比较，标准四面体金字塔结构绒面衬底反射率最低，可以提高太阳电池的短路电流密度（J_sc）. 同时，这种结构金字塔形貌可以提高钝化效果，改善电池各项性能参数.

在超声分子束条件下，利用360.50 nm的电离激光使N₂O分子经由[3+1]共振增强多光子电离（REMPI）产生纯净的N₂O⁺（X²Π（000））分子离子，用另一束解离激光在230-275 nm范围扫描获得N₂O⁺经由B²П_i←X²Π跃迁产生的光解碎片（NO⁺和N₂⁺）激发（PHOFEX）谱. 获得的光解碎片激发谱可以归属为B²П_i（00n）←X²Π（000）序列跃迁. 我们分别将线性三原子分子离子N₂O⁺中N―N伸缩振动简化成NO和N之间的简谐振动，N―O伸缩振动简化成N₂和O之间的简谐振动，用谐振子的简谐势能曲线和波函数对N₂O⁺分子离子X²Π和B²П_i电子态振动能级间跃迁的Franck-Condon因子进行计算，和实验得到的碎片离子增强谱实验强度进行比较，对前人给出的分子数据（分子平衡核间距）进行验证，讨论了N₂O⁺经由B²П_i（00n）←X²Π（000）电子态跃迁的光解离机理和碎片离子的分支比.

二环己基-18-冠-6（DCH18C6）可以有效地从高放废液中分离⁹⁰Sr，对于减小放射性废物的危害和实现高放废物的减容有重要意义. 由于在实际应用中DCH18C6处于射线照射下，其结构可能会被破坏并引起络合能力的变化，因此有必要对该配合物的辐射稳定性进行研究. 本文合成了Sr（NO₃）₂·DCH18C6 配合物晶体，并通过单晶X射线衍射（XRD）与扩展X射线吸收精细结构谱（EXAFS）等方法进行了表征，确定Sr²⁺与周围氧原子的配位数为10，Sr―O平均键长约为0.268 nm/0.266 nm（XRD/EXAFS）. 配位原子来自DCH18C6 的六个氧原子以及两个作为双齿配体的硝酸根的四个氧原子. 对该配合物晶体在空气中进行γ辐照，EXAFS结果表明吸收剂量为400 kGy时，Sr―O键长及配位数没有发生变化，配位结构没有被破坏，具有很好的耐辐照稳定性. 显微红外光谱（Micro-FTIR）结果进一步证明辐照后冠醚环的部分C―H 键氧化为羟基或羰基，但并不影响DCH18C6与Sr²⁺的配位结构.

合成了两类分别基于芘和蒽封端的芴-芳胺衍生物（FAn，FPy）的新型可溶液加工蓝色发光分子，两种材料均溶于常规的有机溶剂，并且可以旋涂成膜. 通过紫外-可见光谱和荧光光谱对其在溶液中和固态薄膜下的光学性能进行了表征，发现这两类分子在固态下发射峰分别位于449和465 nm，属于蓝色发光材料. 并通过循环伏安法表征了其电化学性能，计算得出FAn和FPy的最高占据分子轨道（HOMO）能级分别为-5.37 和-5.36eV. 结果表明N-己基二苯胺的引入有效阻止了分子在固态下的平面堆积，抑制了长波发射，并且提高了分子HOMO能级，改善了空穴注入能力. 差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）测试表明这两类化合物均显示出良好的热稳定性，其中FAn的玻璃化转变温度和热分解温度分别达到了207和439 ℃. 良好的性能使得这两类材料成为一种潜在的可溶液加工的蓝光材料.

通过γ-辐照含有K₂S₂O₈和BaCl₂的二（2-乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠（AOT）反相微乳液，将S₂O₈^2-通过辐射还原实现了SO₄^2-的原位缓释，从而成功制备出BaSO₄纳米纤维单晶，并进一步制得多层次的纳米纤维束结构.在此基础上，通过改变水与表面活性剂物质的量之比（ω值）、改变钡盐阴离子和在微乳液连续相添加芳香化合物等手段来调节水化电子（e_aq^-）产额，控制微乳液水池中S₂O₈^2-的还原和SO₄^2-的缓释速率，成功实现了对BaSO₄纳米粒子形貌的调控：随着ω值的增加或剂量率的增加，e_aq^-产额增加，从而加快了SO₄^2-的释放，不利于BaSO₄纳米纤维的生成；采用Ba（NO₃）2为钡源时，NO₃-能有效地降低e_aq^-产额和S₂O₈^2-的还原速率，因而在较高的剂量率和较高ω值下能得到BaSO₄纳米纤维；在微乳液油相中加入甲苯来捕获油相中过量电子（e_oil^-）,降低e_aq^-产额,从而在较高的剂量率下得到BaSO₄纳米纤维. 研究结果表明：通过e_aq^-产额调控纳米粒子形貌的机理在BaSO₄纳米粒子的制备中得到很好体现.

设计并合成了一系列含不同末端给电子基团及共轭链长度的1,1-二腈基-2,2-二苯基乙烯类化合物（D1-D7），用核磁共振氢谱（¹H NMR）、核磁共振碳谱（¹³C NMR）和高分辨质谱（HRMS）对分子结构进行了表征.选用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，测定了它们的线性光物理性质，用光漂白法研究了它们的光稳定性，用热失重法测试了它们的热稳定性. 研究了这7 个化合物针对800 nm脉冲激光（掺钛蓝宝石激光器，脉冲宽度~130 fs，重复频率1000 Hz）的光限幅性质. 结果表明：以二烷基氨基为给电子基团的4 个化合物（D4-D7）对800 nm的飞秒脉冲激光均具有显著的光限幅性能，限幅机制为双光子吸收（2PA），而端基给电子能力较弱、共轭链长较短的D1-D3光限幅效果并不明显. 此外，D4-D7都具有较好的热稳定性和光稳定性. 而且，该系列化合物的双光子吸收截面、光稳定性和热稳定性都具有随分子结构中给电子基团增强或共轭链增长而增大或提高的趋势. D7具有最好的综合性能，是一个有应用潜力的光限幅材料.

利用稳态吸收和荧光光谱以及时间相关单光子计数实验，分别测得近红外花菁分子IR125和HDITCP在不同烷基链长阳离子离子液体中的荧光量子产率和荧光寿命，并通过计算获得了它们各自在相应离子液体中的光异构化速率. 发现IR125 和HDITCP在不同离子液体中的光异构化速率没有随着离子液体粘度的增大而产生明显变化. 与IR125和HDITCP在与离子液体具有相同粘度的甘油水溶液中的光异构化速率对比，发现IR125和HDITCP在离子液体中的光异构化能垒比它们在甘油水溶液中的光异构化能垒增大约2 kJ·mol^-1，这表明在高粘度的离子液体中IR125或HDITCP与离子液体之间特殊的相互作用会阻碍它们各自的光异构化过程.

在常压下研究了不同等离子体放电模式及反应器结构对氨分解制氢反应的影响. 实验中调节反应器结构分别产生了介质阻挡放电和交流弧放电两种放电模式. 通过对两种放电模式的放电图像、电压-电流波形和氨分解过程中等离子体区活性物种的发射光谱（OES）研究发现，与介质阻挡放电相比，交流弧放电为局部强放电，具有更高的电源效率和电子密度. 因此，在介质阻挡放电中氨气分子大部分通过生成电子激发态物种NH₃^*，再与载能电子碰撞断裂N―H键进行氨分解反应；而在交流弧放电中载能电子具有更高的平均电子能量，可直接断裂氨气分子的N―H键生成NH₂和NH等高活性物种，促进氨分解反应的进行. 结果表明，交流弧放电的氨分解效果要明显优于介质阻挡放电. 在交流弧放电模式下不同类型反应器对氨气分解转化率由高到低的顺序为：管-管> 管-板> 针-板> 板-板. 在输入功率为30 W，气隙间距为6 mm时，管-管交流弧放电的氨气转化率达到60%左右，而板-板介质阻挡放电的氨气转化率仅为4%.

将硝基苯甲酸配基（NBA）键合在聚苯乙烯侧链，制得了硝基苯甲酸功能化的聚苯乙烯（PS-NBA），在此基础上使大分子配体PS-NBA与Eu（Ⅲ）离子配位，制备了二元高分子-稀土配合物PS-（NBA）₃-Eu（Ⅲ），也以邻菲罗啉（Phen）为小分子配体，制备了三元高分子-稀土配合物PS-（NBA）₃-Eu（Ⅲ）-Phen₁，重点研究了芳环上硝基取代基对高分子-稀土配合物光致发光性能的影响. 研究结果表明，芳环上的硝基取代基对以Eu（Ⅲ）为中心离子的苯甲酸功能化聚苯乙烯-稀土配合物的发光性能具有双重影响. 硝基取代基通过配基内的电荷转移（ILCT），耗损配基激发单线态的能量，有效降低苯甲酸配基的三线态能量，使配基NBA最低三线态能级与Eu（Ⅲ）离子共振能级之间的匹配程度显著增强，对Eu（Ⅲ）离子的荧光发射发生强敏化作用，使配合物PS-（NBA）₃-Eu（Ⅲ）以及PS-（NBA）₃-Eu（Ⅲ）-Phen₁产生了高强度的荧光发射，显现出硝基取代基对配合物发光性能的正性影响. 另一方面，即使在稀溶液中，随着高分子-稀土配合物浓度从4.0×10^-6 mol·L^-1增大至4.0×10^-4 mol·L^-1，配合物的荧光发射也会逐渐变弱，这是由激发态的配合物向硝基发生荧光共振能量转移（FRET）的淬灭作用所导致的，表现出硝基取代基对配合物发光性能的负性影响.

设计并合成了3 个新的受体-给体-受体(A-D-A)构型上转换荧光分子，用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、质谱和元素分析进行了表征. 测定了它们在不同溶剂中的线性吸收光谱、单光子荧光光谱和荧光量子产率. 以飞秒激光作为光源，研究了它们的双光子吸收和上转换荧光特性. 结果表明：该类化合物的荧光量子产率为0.20-0.68，双光子吸收截面为16×10^-50-101×10^-50 cm⁴·s·photon^-1，具有较强的蓝色上转换荧光发射.

使用二苯甲酰甲烷-二苯菲罗啉-铕(Eu(DBM)₃BPhen)作为电子给体和[6,6]-苯基-C61-丁酸酸甲酯([60]PCBM)作为电子受体制备了一种新型的有机光盲型紫外探测器. 在光强为2.1 mW·cm^-2且波长为360 nm的紫外光照射下, 获得了26 mA·W^-1的响应度和9.1%的外量子效率, 这是由于Eu(DBM)₃BPhen 的强紫外光吸收能力和长达300 μs 的激子寿命使得给受体界面处具有较高的激子解离率. 在把[60]PCBM掺入Eu(DBM)₃BPhen 后, 观察到了明显的光致发光猝灭和光电导现象. 由于材料较低的载流子迁移率和受陷激子的缓慢释放, 在紫外光照射关闭后, 观察到了较强的持续光电导现象.

为获取具有活性官能团的接枝型、高性能荧光传感配合物, 合成了2-(4-氨基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(CImPB-NH₂)、2-(4-羟基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(CImPB-OH)、2-(4-羧基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(CImPB-COOH)和2-(4-硝基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉(CImPB-NO₂)四种配体,借助紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、荧光(PL)光谱、循环伏安法(CV)和含时密度泛函理论(TD-DFT)对上述四种配体与过渡金属元素钌(Ru)所形成的配合物的光电性能进行研究. 结果表明: 四种配合物均在可见光区域有较强吸收, 发光范围覆盖绿色到红色光波段. 在极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中, 以2-(4-氨基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉为配体所构建的钌配合物([Ru(CImPB-NH₂)(bpy)₂]²⁺的荧光量子产率(Φ)较不含咪唑环的5-氨基邻菲啰啉合钌([Ru(phen-NH₂)(bpy)₂]²⁺)的提高了67%, 以2-(4-羧基苯基)-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲啰啉所构建的钌配合物([Ru(CImPB-COOH)(bpy)₂]²⁺)的Φ可达29.8%, 是[Ru(phen-NH₂)(bpy)₂]²⁺的18倍. 理论计算表明: 配体中取代苯环、咪唑环和邻菲啰啉的稠环共平面, 形成共价大π体系, 其有效共轭长度较邻菲啰啉母体有显著增加, 配合物是以Ru为中心的近似八面体构型, 理论计算的电子吸收光谱和跃迁性质与实验结果相一致.上述研究有可能为接枝型、高性能荧光传感配合物的设计和筛选提供实验依据.

采用高温固相法合成了Ca₉La(PO₄)₇:Dy³⁺发光材料. 荧光粉的晶体结构和微观尺寸由X射线粉末衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)测定. 光致激发和发射光谱发光揭示了材料的光学特性. 实验结果显示: Ca₉La(PO₄)₇:Dy³⁺能够有效吸收紫外-可见光(300-460 nm)而被激发, 呈现一系列的吸收峰. 样品在350 nm近紫外光激发下, 有较强的蓝光(481 nm)和黄光(573 nm)两个窄带发射, 混合成优质的白光发射, 该白光色坐标在国际照明委员会(CIE)色品图中分布在无色点D65 (0.313, 0329)周围. 随着掺杂Dy³⁺离子的摩尔分数的增加, 两种发射均发生浓度猝灭现象, Dy³⁺离子的最佳掺杂为0.05(摩尔分数), 电偶极-电偶极相互作用是主要的猝灭机理.

用高温熔融法制备了掺杂Sm₂O₃的CaO-CaF₂-B₂O₃-SiO₂(CFBS:Sm)发光玻璃材料, 并借助X射线衍射(XRD)谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱以及光致发光(PL)光谱等分析手段研究了玻璃基体中CaF₂的摩尔分数及其结构、红外透过性能以及荧光性能的关系. XRD和FTIR测试表明, 玻璃基体中引入CaF₂并未引起非晶结构的变化但其红外透过峰发生移动. 光谱学测试表明, CFBS:Sm发光玻璃在404 nm波长激发下出现对应于Sm³⁺离子位于566、603和650 nm的特征荧光峰, 其发光颜色为橙红色(x=0.531, y=0.371). 此外, 随着玻璃基体中CaF₂摩尔分数的增加, CFBS:Sm发光玻璃的荧光发射强度、荧光寿命(Sm³⁺的⁴G_5/2能级)和荧光量子效率也表现出增大的趋势. 这种CFBS:Sm发光玻璃中荧光发射强度和荧光寿命的提高主要是由于玻璃基体中的CaF₂替代CaO引起基体相互作用和声子能量降低、无辐射跃迁减弱造成的.

1-烷基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰胺型离子液体(C_nmim][NTf₂])被认为是最有希望用于核燃料循环中的分离试剂之一, 虽然其化学结构在辐照过程中变化不大, 但在受到γ辐照后会发生明显的变色, 因此有必要研究该类离子液体的变色原因. 本文以⁶⁰Co为辐照源, 系统研究了辐照后不同C(1)－烷基链长和咪唑环上C(2)位上的H被甲基取代后离子液体的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱行为, 并结合辐照后离子液体荧光光谱和质谱的变化, 分析了导致该类离子液体辐照后颜色加深的原因. 结果表明, 随着咪唑环上C(1)―烷基链长度和剂量增大, 离子液体颜色加深; 而C(2)位上的H被甲基取代后颜色明显变浅. 辐照后咪唑型离子液体的变色主要来自于辐照后产生的烷基侧链含双键的咪唑阳离子, 咪唑阳离子二聚体和含氟咪唑化合物. 此外, γ辐照引起咪唑阳离子易发生π-π堆积, 而聚集态含量增加也会引起颜色加深.

开展了大气压射频(RF)等离子体化学气相沉积(PCVD)TiO₂放电体系的发射光谱诊断研究, 分别考察了氧气分压、钛酸四异丙酯(TTIP)分压和输入功率对氧原子谱线相对强度、氩原子激发温度、OH振动温度以及转动温度的影响. 结果表明: 随着氧气分压的增加, 氧原子谱线相对强度先迅速增加至峰值后缓慢下降, OH振动温度缓慢增加, 而氩原子激发温度和OH转动温度基本不变. 随着TTIP 分压的增加, 氧原子谱线相对强度下降, 氩原子激发温度没有明显变化, 而OH振动温度和转动温度增加. 随着输入功率的增加, 氧原子谱线相对强度下降, 氩原子激发温度、OH振动温度和转动温度升高.

异丙氧基杯[4]冠-6(1,3-交替-25,27-二(2-丙氧基)杯[4]芳烃-26,28-冠-6, 简称BPC6)对高放废液中的放射性Cs离子具有很好的选择萃取性能, 然而在萃取过程中BPC6 会受到强辐射场辐照, 所以有必要研究其辐射稳定性. 本文应用气相色谱(GC)、傅里叶变换显微红外(Micro-FTIR)和核磁共振(NMR)谱等手段分析了BPC6 固体分别在O₂和N₂气氛下的γ辐照效应. 结果表明, 当剂量为1 MGy时, O₂气氛下BPC6 的辐解率明显高于N₂(分别约为10.4%和2.5%), 而且气体辐解产物也有很大差异, 在O₂气氛下主要为H₂、CH₄、CO和CO₂,而在N₂辐照气氛下还有C₂H₄、C₂H₆、C₃H₆和C₃H₈等产物. 通过综合分析气体与固体辐解产物, 我们提出BPC6在不同气氛下具有不同的辐解途径, 这将为BPC6 萃取体系的辐射效应研究提供新的方法与思路, 加深对其辐解机理的认识.

由于脂质过氧化反应(LPO)是导致人体疾病(如肝炎、肝硬化、动脉硬化、脑溢血等)的主要原因, 而黄酮类化合物是一类很强的过氧化反应抑制剂, 因此有必要研究其化学结构与过氧化反应的关系及其抗氧化机理.本文选择α-羟乙基过氧自由基为脂质过氧自由基的模拟物, 采用脉冲辐解方法研究了乙醇溶液中4种典型的黄酮类化合物(槲皮素、芦丁、儿茶素以及黄岑甙)与α-羟乙基过氧自由基的反应动力学, 测得其反应活性顺序为:芦丁>槲皮素>黄岑甙>儿茶素. 同时以黄酮体和邻苯二酚为黄酮类化合物不同结构特征的模型化合物, 用脉冲辐解法测得二者与α-羟乙基过氧自由基的反应速率常数分别为(1.7±0.1)×10⁶和(2.9±0.1)×10⁵ mol^-1·dm³·s^-1.实验结果表明, 在黄酮类化合物与α-羟乙基过氧自由基的反应中, A环C₅位的羟基, C环C₂＝C₃或B-C环的大π键和B环邻二羟基共存时清除α-羟乙基过氧自由基活性最好, 而且C环C₂＝C₃或B-C环大π键的清除活性好于B环邻二羟基, 同时C环是否含有C₃-醣甙结构对清除作用没有明显影响. 因此我们推测在黄酮类化合物抑制脂质过氧化反应过程中, 起主要作用的是C环C₂＝C₃或B-C环的大π键与脂质过氧自由基的双键加成反应.

在辉光放电分解乙醇制氢过程中, 高能电子在反应中起到了最为关键的作用, 非法拉第效应使得电流效率获得大幅度提升, 产物产量远远高于理论产量. 本文研究了乙醇水溶液辉光放电等离子体电解制氢的过程. 实验研究发现, 辉光放电分解乙醇水溶液的产物主要以H₂和CO为主, 还有少量的C₂H₄、CH₄、O₂和C₂H₆. H₂体积分数能达到59%以上, CO为20%左右. 通过对影响辉光放电的因素进行实验后发现: 乙醇体积分数的大小不会影响辉光放电的伏安特性参数; 电导率的提高会使‘Kellogg 区’收窄, 同时使放电尽快进入辉光放电. 此外, 乙醇体积分数越高H₂体积分数越低, 产气速率在乙醇体积分数为30%和80%附近时达到极大值; 提高放电电压和电导率对辉光放电的影响规律是相类似的, 其实质都是增大了辉光放电加载在等离子鞘层两端的电压,H₂体积分数基本不随二者的变化而变化, 但提高溶液的电导率更有利于减少辉光放电引起的焦耳热.

利用紫外-可见稳态吸收光谱, 稳态荧光发射光谱和激光光解瞬态光谱实验方法研究了磷酸基团在环丙沙星(CPX)光敏损伤DNA中的作用. 紫外-可见和稳态荧光光谱实验证实了磷酸根离子影响环丙沙星的稳态吸收和发射谱, 实验结果表明磷酸根是通过弱相互作用与环丙沙星结合. 我们还利用激光闪光光解实验分别研究了鸟苷(Gua), 脱氧鸟苷(dG)以及脱氧鸟苷酸(dGMP)对环丙沙星三线态(³CPX^*)的影响, 通过对比实验证实了在环丙沙星光敏损伤dGMP中, 由于磷酸基团的存在, 导致了环丙沙星三线态吸收峰的改变, 从而改变了光敏损伤反应的途径. 通过研究发现, 光敏损伤途径的改变是由于dGMP结构上磷酸基团通过氢键与环丙沙星结合所造成的. 最后, 根据实验结果并对比Gua, dG和dGMP的结构, 提出了一个合理的磷酸基团的作用机理.

以1,3,5-三嗪为核, 四苯基乙烯为端基, 合成了两种新型的星状结构分子2,4,6-三(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)苯基)-1,3,5-三嗪(TTPE-Tr)和2,4,6-三(4-(1,2,2-三苯基乙烯基)-4-联苯基)-1,3,5-三嗪(TTPE-Ph-Tr), 并利用核磁共振(NMR)、离子化质谱(MALDI-MS)及元素分析等对其进行了结构表征. 通过混合溶剂四氢呋喃(THF)/水析出实验显示, 化合物TTPE-Tr和TTPE-Ph-Tr在纯THF溶剂中无荧光, 而在THF/水混合溶剂中, 当水体积分数增加时呈现荧光增强现象. 通过紫外-可见(UV-Vis)光谱、荧光(PL)光谱、扫描电子显微镜(SEM)证实荧光量子效率的提高是由于分子内电子旋转受限(RIR)导致的. 同时发现化合物TTPE-Tr具有力致变色性质, 简单的研磨使其发光颜色(蓝绿光到黄绿光)及发光强度(Φ_F, 24.4%到14.7%)发生了明显的改变. UV-Vis光谱、PL光谱、X射线衍射(XRD)、荧光寿命和荧光量子效率等测试结果显示, 这种现象是由于力刺激改变了TTPE-Tr的分子堆积形式导致的. 热分析结果显示化合物TTPE-Tr和TTPE-Ph-Tr的热分解温度分别为464和385℃, 具有良好的热稳定性.

通过对香豆素343(C343)染料敏化TiO₂纳米粒子光致电子转移的荧光和拉曼光谱特性的研究表明,C343染料敏化TiO₂纳米粒子稳态吸收光谱和稳态荧光光谱的红移归因于从被吸附的C343染料分子激发态和C343/TiO₂复合物到TiO₂纳米粒子导带的光致电子转移. 由时间分辨荧光光谱确定了C343染料敏化TiO₂纳米粒子的逆向电子转移速率常数为τ₁=31 ps. C343 染料敏化TiO₂纳米粒子体系拉曼光谱的研究表明, 被吸附在界面处的染料分子主链碳键的伸缩振动和碳环的呼吸运动的振动模式对超快界面光致电子转移有着重要的促进作用.

以1,8-萘酰亚胺和三聚氯氰为主要原料, 合成了两种由三嗪环桥连的双1,8-萘酰亚胺化合物3 和5. 采用紫外-可见光谱和荧光光谱等手段考察了两种化合物在不同溶剂中的光物理行为. 与参比化合物N-丁基-1,8-萘酰亚胺相比, 在二氯甲烷、三氯甲烷和甲醇等极性溶剂中, 化合物3和5除了在短波区(λ<400 nm)存在1,8-萘酰亚胺的特征荧光发射峰外, 在长波区(>450 nm)均产生一个较强的新荧光发射峰, 表现出分子内激基缔合物的光物理行为. 与化合物5相比, 由于化合物3特殊的构象异构, 其荧光强度发生严重的猝灭. 在非极性溶剂甲基环己烷中, 化合物5 由于存在较强的分子间氢键作用而聚集, 受激后形成了较稳定的分子间激基缔合物, 但未观察到明显的分子内激基缔合物的形成. 在甲苯溶剂中, 化合物3和5与甲苯分子形成了激基复合物, 并未形成分子内激基缔合物. 进一步研究3和5的固态激发态性质, 发现化合物3和5的固体薄膜受激后分别在465和469 nm处出现激基缔合物的特征荧光发射峰.

通过Sonogashira 反应合成了基于三苯胺、螺(芴-9,9'-氧杂蒽)及芴的星射形寡聚物. 三种寡聚物(TPA-F、TPA-SFX和TPA-SFXCz)都具有很高的热分解温度, 分别为417、439和425 °C. 差示扫描量热(DSC)分析研究表明, 它们也具有高的玻璃化转变温度(T_g), 都在100 °C以上, 其中两种螺芴取代的寡聚物(TPA-SFX和TPA-SFXCz)的T_g分别达到141和127 °C. 光物理的研究发现, 在薄膜中, TPA-F具有很宽的双发射峰, 峰值为424 和455 nm; 而TPA-SFX 和TPA-SFXCz 仍保持单一蓝光发射, 发射峰分别为434 和442 nm. 这表明将三苯胺非平面结构和螺形取代基团相结合, 能有效抑制在薄膜中聚集和激基缔合物的产生. 电化学的研究表明, 由于引入富电子的三苯胺核心结构, 三者都具有-5.4 eV左右的较高的HOMO能级. 通过旋涂法制备了结构为ITO(氧化铟锡)/PEDOT:PSS(聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐)/寡聚物/TPBI(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并咪唑-2-基)苯)/LiF/Al 电致发光器件. 器件测试结果表明, TPA-SFX的器件具有最好的光电性能. 以它为发光层, 获得最大亮度为2680 cd·m^-2、最大电流效率为0.35 cd·A^-1、色坐标为(0.17, 0.13)的蓝光器件.

利用两种Cs基衍生物碳酸铯(Cs ₂CO ₃)和醋酸铯(CH ₃COOCs)作为 n 型掺杂剂掺入到一种新型的电子传输材料2,9-二(2-萘基)-4,7-二苯基-1,10-菲啰啉(NBPhen)中来提高有机发光二极管(OLEDs)的效率. 实验结果表明: 器件的驱动电压明显降低, 并且优化后得到的Cs基 n型掺杂器件(ITO/ β-NPB/CBP:5%( w)N-BDAVBi/NBPhen/NBPhen:Cs ₂CO ₃ (or CH ₃COOCs)/Al)呈现出较好的电致发光性能, 在14 V时电流密度分别为551.80和527.88 mA·cm ^-2, 对应的亮度分别达到39750和39820 cd·m ^-2, 电流效率在亮度为10000 cd·m ^-2时分别为14.60 cd·A ^-1 (Cs ₂CO ₃掺杂)和14.40 cd·A ^-1 (CH ₃COOCs掺杂), 这些参数明显优于传统器件的发光性能(ITO/ β-NPB/CBP:5%( w)N-BDAVBi/NBPhen/Cs ₂CO ₃/Al, 其在14 V时电流密度为312.39 mA·cm ^-2, 对应的亮度为25190 cd·m ^-2; 电流效率在亮度为10000 cd·m ^-2时为9.45 cd·A ^-1. 此外, 基于有机半导体掺杂原理和器件的能级结构对 n型掺杂器件效率提高的原因进行了分析.

合成了两种新的金属双噻吩类复合物: (苄基三乙基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基)-金(BTEAADT)和(苄基三乙基铵)双(1,3-二硫杂环戊烯-2-硫酮-4,5-二巯基)-镍(BTEANDT). 采用 Z扫描方法, 在皮秒脉冲下, 分别测试了两种材料的乙腈溶液在532 和1064 nm 的三阶非线性光学特性. Z 扫描的结果表明,BTEAADT的乙腈溶液在532 nm具有反饱和吸收效应, 在1064 nm非线性吸收效应可以忽略且在两种波长都有自散焦效应, 三阶非线性折射率为负值. BTEANDT 的乙腈溶液在532 nm 非线性吸收效应可以忽略, 在1064 nm具有饱和吸收效应且在两种波长都有自聚焦效应, 三阶非线性折射率为正值. 分析了造成这种差异的原因. 经过计算得到了两种材料在532 和1064 nm的三阶非线性折射率, 三阶非线性吸收系数, 三阶非线性极化率和超极化率. BETAADT的非线性折射率在532 nm为-1.685×10 ^-18 m ²·W ^-1, 在1064 nm为-1.459×10 ^-18m ²·W ^-1; BTEANDT的非线性折射率在532 nm为1.452×10 ^-18 m ²·W ^-1, 在1064 nm为7.311×10 ^-18 m ²·W ^-1. 两种材料的三阶非线性吸收系数, 三阶非线性极化率和超极化率的数量级分别是10 ^-11 m·W ^-1, 10 ^-13 esu 和10 ^-31esu. 结果表明这两种材料在非线性光学领域有潜在的应用价值.

研究了掺杂浓度及热退火对磷光材料双(4,6-二氟苯基吡啶- N,C ²')吡啶甲酰合铱(FIrpic)发光性能的影响. 不同掺杂浓度的薄膜及有机电致发光器件(OELDs)的发光颜色都随FIrpic 浓度的增大由蓝色逐渐变化到黄绿色. 纯FIrpic 薄膜的吸收光谱和光致发光(PL)光谱在440-480 nm范围内有明显的光谱重叠, 476 nm处的发光强度随FIrpic 掺杂浓度增大而降低主要是由自吸收效应引起的. 测量了不同激发密度下的光致发光光谱和不同掺杂浓度下的电致发光(EL)光谱, 发现530 nm处的发光强度随激发强度或掺杂浓度的增大而增强, 证实了530 nm处的发光是来源于FIrpic 分子间的激基缔合物发光. 通过比较热退火前后薄膜微观形貌及电致发光器件光谱的变化, 进一步证实了热退火促进FIrpic 分子聚集, 增强了FIrpic 分子间的辐射跃迁发光. 通过调控FIrpic 掺杂浓度和优化器件结构, 并对器件进行热退火处理得到一系列发光颜色从蓝色逐渐变化到黄绿色的有机电致发光器件.

采用激光闪光光解-瞬态吸收光谱技术研究了355 nm激光作用下芘四磺酸钠(PyTS)水溶液的光化学反应机理及其产生水合电子的动力学行为. 研究首次发现PyTS水溶液激发单线态(PyTS ^1*)在260 nm、激发三线态(PyTS ^3*)在300 nm及阴离子自由基(PyTS ^-·)在330 nm处的特征吸收峰; 分析了生成的水合电子(e _aq ^-)的主要反应途径包括自猝灭反应及与PyTS的反应, 得到水合电子与PyTS反应的准一级速率常数为2.7×10 ⁵ s ^-1; 并计算得到在此实验条件下, PyTS水溶液经双光子吸收产生的水合电子量子产率为3.2×10 ^-2.

在超声分子束条件下, 由423、420、412.2和408.4 nm的电离激光使OCS分子通过[3+1]共振增强多光子电离(REMPI)制备出OCS ⁺ ( X ² Π)离子后, 在260-325 nm范围内扫描解离激光获得了OCS ⁺离子经由 A ² Π _3/2← X ² Π _3/2 (000)和 A ² Π _1/2← X ² Π _1/2 (000, 001)跃迁的分质量光解离谱(母体离子OCS ⁺的凹陷谱和碎片离子S ⁺的增强谱). 其中 A ² Π _1/2← X ² Π _1/2 (001)跃迁的光解离谱是首次观察到. 由 A ² Π _3/2← X ² Π _3/2 (000)光解离谱得到了 A ² Π _3/2电子态的光谱常数 T ₀=31411.3 cm ^-1, ν ₁=814.3 cm ^-1; 由 A ² Π _1/2← X ² Π _1/2 (000)光解离谱得到了 A ² Π _1/2电子态的光谱常数 ν ₁=816 cm ^-1, ν ₂=(380.4±2.8) cm ^-1, ν ₃=(2052.7±5.1) cm ^-1, 而从 A ² Π _1/2← X ² Π _1/2 (001)光解离谱拟合出的 A ² Π _1/2电子态的 ν ₁ (786.4 cm ^-1)稍有不同, 表明在 A ² Π _1/2← X ² Π _1/2 (001)跃迁中 X ² П _1/2电子态的C－O键振动( ν ₃)激发影响了 A ² Π _1/2电子态C－S键的振动( ν ₁). 实验结果表明: 在 A ² Π _1/2← X ² Π _1/2 (000, 001)跃迁的光解离谱中能够显著观察到属于A2Π电子态的 ν ₂弯曲振动模激发的谱峰, 例如 A ² Π _1/2 (020, 120, 021, …), 而在 A ² П _3/2 (υ ₁υ ₂υ ₃)← X ² Π _3/2(000)跃迁的光解离谱中几乎没有观察到属于 ν ₂弯曲振动模激发的谱峰. 这种弯曲振动激发和 A ² П电子态的旋轨分裂分量( Ω)的相关性可以通过A2Π电子态的Fermi共振和Renner-Teller 效应来解释.

采用高温固相法合成了Sr _1-x-yMgP ₂O ₇: xCe ³⁺, yTb ³⁺荧光粉. 研究了荧光粉的晶体结构、发光特性、荧光寿命、能量传递机理和荧光粉的热稳定性. 研究结果表明: 在SrMgP ₂O ₇基质中, Ce ³⁺的发射峰值为398 nm, Tb ³⁺的主发射峰值为545 nm, 它们分别属于5 d-4 f 跃迁和 ⁵ D ₄→ ⁷ F ₅跃迁. Ce ³⁺和Tb ³⁺共掺时, Ce ³⁺和Tb ³⁺通过电偶极子-电偶极子相互作用发生能量传递, 能量传递的临界距离为0.614 nm. 通过计算得到单掺杂Ce ³⁺、Tb ³⁺时热猝灭过程的激活能分别为0.122和0.111 eV, Tb ³⁺离子的发光热稳定性比Ce ³⁺离子的好.

用高温熔融法制备了Ce/Tb/Sm三元共掺杂的CaO-B ₂O ₃-SiO ₂发光玻璃材料, 并使用荧光分光光度计和CIE色度坐标对其光谱学和发光特性进行了研究. 结果表明: 在374 nm激发下, 在Ce/Tb/Sm三元共掺杂发光玻璃的发射光谱中同时观测到了蓝光、绿光和红橙光的发射带, 这些发射带的混合实现了白光的全色发射显示. 此外, Ce/Tb/Sm三元共掺杂发光玻璃的发光颜色随着Tb ₄O ₇含量的减小从绿光逐渐过渡到白光, 显示出发光颜色的可调节性, 极大地扩展了其在白光发光二极管中的应用.

合成了吩噻嗪(PTZ)-corrole 二元体1-3 及其镓(III)配合物4-6. 采用稳态吸收与稳态发射及时间分辨的瞬态光谱技术研究了这几种化合物的光物理特性. 结合荧光量子产率和荧光寿命计算得到它们的辐射和无辐射速率常数. 稳态吸收光谱表明: 几种二元体中, corrole 镓(III)单元表现出更强的Soret 带和 Q带. 化合物1-3的荧光量子产率分别是0.156、0.134和0.139, 辐射速率常数分别为4.02×10 ⁷、3.47×10 ⁷和2.89×10 ⁷ s ^-1. 化合物4-6的荧光量子产率分别是0.502、0.443和0.494, 辐射速率常数分别为20.90×10 ⁷、16.78×10 ⁷和21.11×10 ⁷ s ^-1. 可见, 化合物4-6的荧光量子产率和辐射速率常数均高于化合物1-3. 然而, 化合物4-6的荧光寿命分别是2.40、2.64 和2.34 ns, 低于自由corrole 1-3. 琼脂糖凝胶电泳实验表明: 在光照的条件下, 这些吩噻嗪-corrole 镓(III)二元体化合物能够把超螺旋DNA (form I)切割成缺刻型DNA (form II).