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我校霍夫曼先進材料研究院在國際頂級刊物上連續發表論文
發布時間:2019-10-10

我校霍夫曼先進材料研究院李靜教授團隊在金屬有機框架材料用于白光發射的研究課題中取得新進展。

目前,研究成果以“Three Models To Encapsulate Multicomponent Dyes into Nanocrystal Pores: A New Strategy for Generating High-Quality White Light”和“Encapsulation of yellow phosphors into nanocrystalline metal–organic frameworks for blue-excitable white light emission”为题分别发表于国际顶级期刊J. Am. Chem. Soc.和Chem. Commun.上。论文的第一作者均为刘晓院博士,通讯作者为李静教授,深圳职业技术学院霍夫曼先进材料研究院为第一署名单位。两篇论文并分别选为当月期刊的封底和内封面文章。

金屬有機框架材料自2009年首次用于白光發射以來,由于其易于調控的結構、組成及多孔性而在發光領域得到了廣泛的研究。目前,基于金屬有機框架材料用于白光發射的發光源主要有:有機配體、金屬離子或團簇以及包覆的客體材料。其中,金屬有機框架與客體材料(如熒光分子與量子點)形成的複合材料,結合了金屬有機框架的多孔性等優勢與客體材料優良的發光性質及多樣性。在目前的研究中,該類複合材料的合成通常是將前期合成的微米尺寸的金屬有機框架化合物樣品浸泡到含有客體材料的溶液中,通過擴散法制將其包覆在金屬有機框架的孔道中。通過該方法雖然可以獲得高性能的發光複合材料,但是對客體材料的種類有一定程度的尺寸要求,並且微米級的複合材料顆粒也將限制其用于後期器件的制備。

在該研究中,李靜教授團隊在合成納米尺寸的金屬有機框架(ZIF-8與UiO-66)的同時原位將客體分子包裹其中,從而得到了不同發光性質的納米複合材料。所選用的客體分子的尺寸大于所用金屬有機框架的孔窗而與其孔徑大小匹配,從而保證客體分子不會通過擴散而泄漏。白光可以通過用藍光激發具有黃光發光性質的納米複合材料或用紫外光激發含有紅、綠、藍發光性質的納米尺寸複合材料獲得。其中,三種複合物模型可用于實現紫外光激發的白光發射,分別爲多相單層、單相單層與單相多層複合物。通過精確的調控合成材料的比例與包裹熒光分子的濃度可以獲得高性能的白光。爲了進一步降低客體分子之間的相互作用,多種客體分子被包裹在多殼層的金屬有機框架中,未包裹客體分子的金屬有機框架層有效的減弱了客體分子間的相互作用。該研究爲合成基于金屬有機框架與客體材料的納米複合材料用于白光發射提供了新的思路。

2018年1月,深职院与诺贝尔化学奖得主、美国康奈尔大学教授罗德·霍夫曼领军的团队签约共建霍夫曼先进材料研究院。该研究院致力于研发新型功能材料,并重点开拓材料在节能技术、新能源及可再生能源领域的性能和应用,推动深圳在新能源新材料领域的应用基础研究和产业发展,为深圳相关产业共性技术和关键技术研发提供技术支持。研究院现有科研、办公场地2500平方米,下设理论计算实验室、材料研发实验室、器件产业化实验室。自2018年成立以来,研究院已发表JCR一区学术论文15篇,包括Acc. Chem. Res., J. Am. Chem. Soc.,Adv. Mater.,等国际顶级期刊,承担各级科研项目9项(包括国家项目3项)。

(霍夫曼先进材料研究院 刘晓院)

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