不同形貌Au等离子共振对TTA转光薄膜发光性能的影响毕业论文
2022-01-16 20:58:28
论文总字数:22798字
摘 要
随着越来越多的柔性器件的出现,对柔性薄膜基底要求逐渐提高,将上转换发光机制与高分子柔性材料进行结合,开发出具有新性质的发光材料,逐渐引起人们的重视。聚二甲基硅氧烷(PDMS)用作透明柔性薄膜基底时,拥有优良的光学性能、良好的化学稳定性,较强的机械性能,以及较好生物兼容性。而三重态-三重湮灭上转换发光(TTA-UCL)作为一种新型的上转换机制,其具有非相干太阳光的低激发功率密度,高上转换量子产率和宽吸收光谱等优点。
本文以铂(II)-八乙基卟啉(PtOEP)为光敏剂和9,10-二苯基蒽(DPA)为受体构筑三重态-三重态湮灭上转换体系,PDMS高分子材料作为柔性基底,制备高分子发光薄膜。重点通过改变Au纳米粒子的形貌,调控其等离子共振带,研究Au纳米粒子对TTA转光高分子薄膜发光性能的影响。本文通过XRD、SEM、UV-vis光谱仪、TEM、荧光光谱仪等表征手段分析表征了材料结构与性能。研究发现,当Au的等离子共振带位置与TTA上转换的激发光相重合时,能够有效地提高TTA的吸收截面积,进而显著增强其上转换发光性能。制备的发光薄膜具有优异的柔性。
关键词:三重态-三重湮灭上转换发光 PDMS 柔性发光薄膜 金纳米
Gold nanoparticles enhance the up - conversion luminescent flexible film
ABSTRACT
With the emergence of more and more flexible devices, the requirements for flexible film substrates are gradually increased. The combination of up-conversion luminescence mechanism and flexible polymer materials to develop luminescent materials with new properties has gradually attracted people's attention.Polydimethylsiloxane (PDMS) has excellent optical properties, chemical stability, mechanical properties and biological compatibility when used as transparent flexible film substrate.As a new up-conversion mechanism, triplet state-triple annihilation up-conversion luminescence (TTA-UCL) has the advantages of low excitation power density, high up-conversion quantum yield and wide absorption spectrum of incoherent sunlight.
With platinum (II) -octaethyl porphyrin (PtOEP) as photosensitizer and 9, 10-diphenyl anthracene (DPA) as receptor, this paper constructs a triplet - triplet annihilation up-conversion system. PDMS polymer material is used as flexible substrate to prepare polymer luminescent film.The effects of Au nanoparticles on the luminescence properties of TTA light-transferring polymer films were mainly studied by changing the morphology of Au nanoparticles and regulating the plasma resonance band.In this paper, the structure and properties of the materials were analyzed and characterized by XRD, SEM, uv-vis spectrometer, TEM and fluorescence spectrometer.It was found that when the position of Au plasma resonance band overlaps with the excitation light of TTA up-conversion, the absorption cross-sectional area of TTA can be effectively improved, and the up-conversion luminescence performance can be significantly enhanced.The prepared luminescent films have excellent flexibility.
Key words: Triplet−triplet annihilation upconversion ; nanometer Au ; PDMS
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 文献综述 1
1.1课题的研究背景和意义 1
1.2柔性发光薄膜应用 1
1.3传统无机发光发展与问题 1
1.4 TTA-UCL优势与问题 2
1.5 TTA-UCL机理 2
1.4 等离子共振增强TTA上转换 4
1.5 Au纳米粒子增强TTA转光PDMS薄膜 5
1.6本课题研究内容 6
第二章 实验部分 8
2.1实验试剂与仪器 8
2.1.1 实验试剂 8
2.1.2 实验仪器 9
2.2 操作步骤 9
2.2.1 PtDPA-PVDF薄膜制备 9
2.2.2 PtDPA-PDMS薄膜制备 10
2.2.3不同形貌的Au纳米粒子的制备 10
2.4实验性能测试 12
2.4.1 X射线衍射 12
2.4.2扫描电子显微镜 12
2.4.3透射电子显微镜 12
2.4.4紫外分光光度计 13
2.4.5荧光分光光度计 13
第三章 数据处理及分析 14
3.1 PtDPA-PVDF/PtDPA-PDMS测试及分析 14
3.1.1 PtDPA-PVDF的变温荧光强度 14
3.1.2 PtDPA-PDMS的变温光学性能 14
3.2 金纳米片以及AuNP-PtDPA测试及分析 15
3.2.1 金纳米片的吸收 15
3.2.2 金纳米片的形貌 16
3.2.3 AuNP-PtDPA的紫外-可见吸收光谱 17
3.2.4 AuNP-PtDPA的荧光发射 17
3.2.5 AuNP-PtDPA的域值 18
3.3 金纳米棒以及AuNR-PtDPA测试及分析 19
3.3.1 金纳米棒的XRD 19
3.3.2 金纳米棒的吸收 20
3.3.3 金纳米棒的形貌 21
3.3.4 AuNR-PtDPA的吸收 22
3.3.5 AuNR1-PtDPA 的分布形貌 23
3.3.6 AuNR-PtDPA的发射光谱 23
3.3.7 AuNR-PtDPA的域值 24
第四章 结论和展望 26
4.1结论 26
4.2展望 26
参考文献 27
致谢 30
文献综述
1.1课题的研究背景和意义
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