有机分子荧光光谱中的AIE和ACQ现象

doi:10.3866/PKU.DXHX202103058

大学化学 >> 2022, Vol. 37 >> Issue (1): 2103058.doi: 10.3866/PKU.DXHX202103058

有机分子荧光光谱中的AIE和ACQ现象

淡文彦, 孔璐璐, 王晓岗()

同济大学工科化学实验教学示范中心, 上海 200092

收稿日期:2021-03-22 录用日期:2021-05-03 发布日期:2021-05-14
通讯作者: 王晓岗 E-mail:xgwang@tongji.edu.cn
作者简介:王晓岗, Email: xgwang@tongji.edu.cn
基金资助:
同济大学第十四期实验教学改革专项基金项目(1380104109)

The Phenomena of AIE and ACQ in the Photoluminescence Spectrum Experiment of Organic Molecules

Wenyan Dan, Lulu Kong, Xiaogang Wang()

Center for Experimental Chemistry Education, Tongji University, Shanghai 200092, China

Received:2021-03-22 Accepted:2021-05-03 Published:2021-05-14
Contact: Xiaogang Wang E-mail:xgwang@tongji.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

介绍了一个荧光光谱方面新的实验项目：以苝和六苯基噻咯作为发光物质的特征分子，通过测定其不同聚集状态下的荧光光谱，观察聚集荧光淬灭ACQ（aggregation-caused quenching）和聚集诱导发光AIE（aggregation-induced emission）两种不同的发光现象；利用晶体学数据库CCDC（Cambridge Crystallographic Data Centre）检索特征分子的晶体结构，从分子晶体结构层面分析AIE和ACQ发光现象产生的原因，在此基础上探讨不同发光机制和分子状态的关系。论文详细描述了实验的设计思想、实验内容和实验结论，并结合教学过程，分析了该实验在开阔学生视野、提高认知水平及培养科研素养等方面所取得的教学效果。

关键词: AIE, ACQ, 荧光光谱实验, 教学效果

Abstract:

A new experiment of the photoluminescence spectrum of organic molecules was introduced to undergraduate teaching. The emission behaviors of different aggregation with perylene and 1, 1, 2, 3, 4, 5-hexaphenylsilole (HPS) as typical luminophores were measured so as to observe the different phenomena of aggregation-caused quenching (ACQ) and aggregation-induced emission (AIE). The crystal structures characteristics of the above molecules could be obtained by the use of the Cambridge Crystallographic Data Centre (CCDC). The causes of the phenomena of AIE and ACQ were analyzed from the aspects of structures of molecular crystals. Therefore, the intrinsic relations between photoluminescence mechanism and molecular states were discussed on this basis. In this paper, the design, contents and conclusions of the photoluminescence experiment were elaborated in detail. Combining with the teaching process, the teaching effects were discussed for broadening the undergraduates' horizons as well as improving their cognitive abilities and scientific research qualities.

Key words: AIE, ACQ, Photoluminescence spectrum experiment, Teaching effect

淡文彦, 孔璐璐, 王晓岗. 有机分子荧光光谱中的AIE和ACQ现象[J]. 大学化学, 2022, 37(1): 2103058.

Wenyan Dan, Lulu Kong, Xiaogang Wang. The Phenomena of AIE and ACQ in the Photoluminescence Spectrum Experiment of Organic Molecules[J]. University Chemistry, 2022, 37(1): 2103058.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202103058

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2022/V37/I1/2103058

图/表 7

表1

图1

图2

图3

图4

图5

图6

参考文献 10

1	洪广言. 稀土发光材料: 基础与应用, 北京: 科学出版社, 2011, 1- 3.
2	Valeur B. ; Berberan-Santos M. N. J. Chem. Educ. 2011, 88 (6), 731. doi: 10.1021/ed100182h
3	Luo J. ; Xie Z. ; Lam J. W. Y. ; Cheng L. ; Chen H. ; Qiu C. ; Kwok H. S. ; Zhan X. ; Liu Y. ; Zhu D. ; et al Chem. Commun. 2001, 1740.
4	王筱梅; 叶常青. 有机光电材料与器件, 北京: 化学工业出版社, 2013, 42- 43.
5	Mei J. ; Leung L. N. C. ; Kwok R. T. K. ; Lam J. W. Y. ; Tang B. Z. Chem. Rev. 2015, 115 (21), 11718. doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00263
6	Näther C. ; Bock H. ; Havlas Z. ; Hauck T. Organometallics 1998, 17 (21), 4707. doi: 10.1021/om970610g
7	Hunter C. A. ; Sanders J. K. M. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112 (14), 5525. doi: 10.1021/ja00170a016
8	Chen J. ; Law C. C. W. ; Lam J. W. Y. ; Dong Y. P. ; Lo S. M. F. ; Williams I. D. ; Zhu D. ; Tang B. Z. Chem. Mater. 2003, 15 (7), 1535. doi: 10.1021/cm021715z
9	Hong Y. ; Lam J. W. Y. ; Tang B. Z. Chem. Soc. Rev. 2011, 40 (11), 5361.
10	唐本忠; 董宇平; 秦安军. 聚集诱导发光, 北京: 科学出版社, 2020, 12- 26.

含水量	苝的THF溶液/mL	HPS的THF溶液/mL	H₂O/mL
0%	25.0	25.0	0
10%	22.5	22.5	2.5
20%	20.0	20.0	5.0
30%	17.5	17.5	7.5
40%	15.0	15.0	10.0
50%	12.5	12.5	12.5
60%	10.0	10.0	15.0
70%	7.5	7.5	17.5
80%	5.0	5.0	20.0
90%	2.5	2.5	22.5

[1]	刘永梅, 孙立森, 郝永梅, 刘占祥, 张树永. 创新设计类化学实验课程思政设计与实践——以催化制氢实验为例[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 224 -229 .
[2]	刘永梅, 张树永, 宦双燕, 强根荣, 张霞, 焦桓, 李建刚, 刘占祥, 姚奇志, 樊红霞. 高等学校化学类专业化学实验课程思政建设建议[J]. 大学化学, 2025, 40(5): 189 -205 .
[3]	贾艳媛, 荣融, 刘洁, 郭晶, 姜国玉, 郭硕. 团结就是力量，独立才能发光——关于AIE和ACQ效应的科普实验[J]. 大学化学, 2024, 39(9): 349 -358 .
[4]	刘亚茹, 贾玉娆, 徐兰, 张盛, 姚霖斌. 基于Lewis酸-碱作用合成“看得见”的B←N键配位化合物在实验教学中的设计与探索[J]. 大学化学, 2023, 38(4): 300 -310 .
[5]	孙娜娜, 许傅杰, 金浩哲, 任焕宇, 谢兰贵, 苏志. 四苯乙烯及其衍生物超声辅助合成与光电性能研究[J]. 大学化学, 2022, 37(5): 2110095 - .
[6]	关丽丽, 蔡颖, 宋金玲, 肖淑艳, 胡锋, 赵鑫. 混合式教学模式在结构化学课程中的探索与实践[J]. 大学化学, 2022, 37(3): 2105029 - .
[7]	邓阳, 管文娟. 高师院校“化学教学论”课程中实施论辩教学的研究与实践[J]. 大学化学, 2021, 36(7): 2009076 - .
[8]	何乐芹, 师程程, 郝勇静, 韩帅, 孟晓彩, 杨甲甲, 康莲薇. 以学生为主体开展物理化学实验“课程思政”教学实践[J]. 大学化学, 2021, 36(7): 2102015 - .
[9]	赵全芹, 张树永. 基于高效教学的医学基础化学教学模式改革实践[J]. 大学化学, 2020, 35(8): 39 -43 .
[10]	刘天瑞, 赵伟光, 张妍欣, 冯凯旋, 徐天驰, 章文伟, 谌东中. AIE荧光聚合物RAFT可控合成与表征及光物理性质研究[J]. 大学化学, 2020, 35(4): 81 -89 .
[11]	王丽萍. 全英文研究型教学效果探讨——基于有机材料化学课学生问卷调查分析[J]. 大学化学, 2019, 34(4): 26 -33 .
[12]	路慧哲,张莉,段红霞,马琛. 结构化学课程建设的探索与实践[J]. 大学化学, 2018, 33(2): 36 -39 .
[13]	彭采宇. 独立学院模式下提升高分子材料仪器分析课程的教学效果[J]. 大学化学, 2018, 33(12): 12 -15 .
[14]	张树永,朱亚先,张剑荣. 本科化学类专业化学实验教学体系改革的思路与实施建议[J]. 大学化学, 2018, 33(10): 1 -6 .
[15]	林毅,吴云,丁琼. “分析化学中误差与数据处理”翻转课堂教学实践[J]. 大学化学, 2017, 32(3): 15 -18 .

有机分子荧光光谱中的AIE和ACQ现象

The Phenomena of AIE and ACQ in the Photoluminescence Spectrum Experiment of Organic Molecules

RichHTML

PDF

赞

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献 10

相关文章 15

Metrics

推荐阅读 0