新型钌联吡啶配合物光电性能研究进展

Ｒｕ ｂ ｙ ３ （ｐ ） 一
ｅ － Ｒ （ ｐ ）抖 氧 化 一－ ｕ ｂ ｙ３ － ￣
全 球 市 场 为 １ ０ 美 元 的光 电器 件 ， 有 在 ２ １ 达 到 ３ ０ ７亿 具 ０ ３年 １ 亿美元的发展潜力 。
Ｒｕ（ ｐ ） ‘ ｅ － Ｒｕ ｂ ｙ ３ ｂｙ３ ＋ ￣ （ ｐ ） 一还 原
・
的 吸 收 ， 时 还 要 具 有 高 的 摩 尔 消 光 系 数 以充 分 吸 收 太 阳 同 光 。而 达 到 这 些要 求 的 必 要 手 段 就 是增 大 配 合 物 的 共 轭 体 系 。钌 （ 具 有 电 子 空 穴 ， 吡 啶 有 电子 对 ， 者结 合 成 的 Ⅱ） 联 二 钉联 吡啶 化 合 物是 理想 的稳 定 共 轭 体 系 。此 外 ， 联 吡 啶配 钌
注 ： 。 ｊ 一
场 应 用 前 景 。２ 纪 ９ 年 代 以来 ， 界 光 电 子 产 业 和 光 电 ０世 ０ 世 应 用 正 在 以爆 炸 性 的速 度 增 长 。 光 纤 正 在 从 远 距 离 的 信 息 传 输 扩 展 到 局 域 网 甚 至 芯 片 到 芯 片 的应 用 ， 光 二 极 管 从 单 发 色 跨 越 到 整 个 彩 色 光 谱 ， 示 器 件 从 Ｃ Ｔ 逐 渐 向 超 薄 超 轻 显 Ｒ
机理 如下 ：
亿 美 元 增 长 到 １ ４亿美 元 ， 增 长 率 约 ９ ３ 。据 电子 Ｔ 程 ７ 年 ．
世 界 网 站 报 道 ， 球 光 电 市 场 正 强 劲 增 长 ， 来 越 多 的 应 用 全 越 设 计 正 在 使 用 这 些 光 致 发 光 和 光 电检 测 产 品 ， 而 导致 目前 从
要在 工 作 电 极 上 施 加 单 向 正 电 压 或 单 向 负 电 压 ， ｕ Ｒ
（ｐ ） 一 电致 化 学发 光 将 产 生 。如 典 型 的 Ｒ （ｐ ） 一 ｂｙ。 的 ｕ ｂｙ。
体系 。
钌多联吡啶结构特殊 ， 使其 具备 了水 溶性 好 、 学性 能 化
稳定 、 氧化 还 原 可 逆 性 质 、 光 效 率 较 高 、 Ｈ 应 用 范 围 较 发 ｐ
Ｄ ｔ ｅｎ 公 司 称 ，０ ８ 的全 球 光 电市 场 从 ２ ０ ａａ ａ ｓ Ｂ ２０ 年 ０ ７年 的 １ ９ ５
［ ｕ ｂ ｙ ｓ。 发光 波长 为 ６ ０ ｍ。当 正 负 阶跃 脉 冲 施 Ｒ （ｐ ）］一， １ｎ
加在工 作 电极 上时 ， ｕ ｂｙ。 可 以进行 氧化 还 原反 应 ， Ｒ （ ｐ）
两者结合可使其广泛 应用 于生物 、 药物 以及环 境检 测等领
域 ” 。但 是研 究 人 员 也 观 察 到 ， ｕ ｂ ｙ 。 在 碱 性 环 境 Ｒ （ｐ ）
中有 很 强 背 景 发 光 ［Ａ一 而 关 于 其 产 生 的机 理 还 没 有 得 到 ￣ ６， ５
很 好 的解 释 ， 多数 研 究 人 员认 为这 可 能 与 强 碱溶 液 中高 能 大 中间体 ＨＯ ｚ・自 由基 的形 成 有 关 ” 。 闪此 ， 究 学 者 合 成 一 研 了大 量 钌联 吡 啶 衍 生 物 ， 以期 得 到 具 有 更 优 异 Ｅ Ｉ 性 质 的 Ｃ
联 吡 啶或 多 个 联 吡 啶 用 邻 菲 罗 啉 替 换 ， 子 效 率 得 到 了 提 量 高 。光 敏 金 属 配合 物 在 药 物 化学 上 具 有 重 要 应用 价 值 ， 几 近 年 已经 用 于 活 化 药 物 前 体 和 控 制 生 物 活 性 分 子 的 载 体 。在 这两 过 程 中 ， 键 的 一 步 是 通 过 光 引 发 一 个 分 子 ， 解 它 的 关 分
并 推 测 吗 啡 Ｅ Ｉ 活 性 消 失 的 主 要 原 冈 是 酚 羟 基 官 能 团 对 Ｃ
Ｅ Ｉ有一定猝灭作用 。他们进一 步深入研究 了这 类药物 的 Ｃ
结 构 和 电 化 学 发光 性 能 之 间 的 关 系 ， 好 地解 释 了不 同 药 物 较
之 间 差别 甚 大 的 电化 学 发 光 性 能 ， 而且 预 见 了 Ｅ Ｉ法 进 行 Ｃ 测 定 的 可 行性 甚 至 灵 敏 度 。
摘 要 ： （Ｉ）三 联 吡 啶 配 合 物 及 其 衍 生 物 的 广 泛 而 深 入 的研 究 ， 钌 １ 已经 促进 了纯 粹 与 应 用 化 学 多 个 分 支 学科 的 发展 ， 别 特
是 在 光化 学 、 物 理 、 光 电化 学 、 致 电化 学 、 学 荧 光 、 光 化 电子 荧光 、 电子 和 能 量 转 移 及 非 线 性 光 学 等 领 域 钌 （ Ⅱ）三 联 吡 啶 配 合 物扮 演 着 重要 的 角 色 ， 将 其 应 用 于物 质 的 定 性 与 定 量 分 析 和 分 子 标 定 。本 文我 们 从 调 研 国 内 外有 关研 究 出发 ， 合 理 论 和 并 结
代 。光 电 功 能 材 料 既 有 电 子 材 料 的稳 定 性 ， 又具 有 光 子 材 料 的先 进 性 ， 在 光 电 子 时 代 被 广 泛 采 用 ， 着 极 其 广 大 的 市 将 有
原 可逆 、 光 效 率 高 、 电 化 学 再 生 及 激 发 态 寿 命 长 等 优 发 可 点 ， 在 Ｅ Ｌ 方 面 的 研 究 和 应 用 受 到 人 们 的 广 泛 关 其 Ｃ
在 光 电转 换 应 用 发 面 ， 联 吡 啶 配合 物 具 有 丰 富 的 光 物 钌 理 、 化 学性 质 ， 直 以 来 备 受关 注 。在 染 料 敏 化 纳 米 晶太 光 一
阳 能 电池 研 究 中 ， 的染 料 敏 化 剂不 仅 需 要 在 长 波段 有 较 强 好
物质。例如 ， Ｍ ｉ ｔｒ Ｍ Ｒｃ ｅ 研究小组将 Ｒ （ ｐ ）。 ｈ ｕｂｙ。 中的一个
研 究 开发 技 术 等 方 面 ， 结 了 当前 钌 （Ｉ 总 Ｉ）三 联 吡 啶 配 合 物 及 其 衍 生物 的性 质 、 途 及研 究 状 况 。 用
关 键 词 ： 配 合 物 ； 电性 质 ； 联 吡 啶 衍 生 物 钌 光 三
中 图分 类 号 ： ６ ２ １ ０ ３． ７
文献标识码 ： Ａ
２１ 年 ・ １ ０１ 第 期
材 料综 述
中国 材 料科 技 与 设 备 （ 月 刊 ） 双
具 有 较 好 的 化学 稳 定 性 以 及 优 异 的 电 化 学 性 能 ， Ｅ Ｉ检 而 Ｃ，
测 分 析 方 法 具有 灵 敏 度 高 、 现 性 好 及 较 易 于 智 能 等 优 点 ， 重
研 究 ， 断 Ｒｕ ｂ ｙ ｓ一的 发 光 是 由 于 产 生 了 激 发 态 的 推 （ｐ ）
而 支 持 信 息 发 展 的 关 键 材 料 及 技 术 之 一 是 光 电材 料 的 研 究 与 开 发 【 。过 去几 年 中 全球 光 电 市 场 保 持 着 两 位 数 的增 长 ， 】
Ｒｕ ｂ ｙ ３ （ｐ ）。 一与 Ｒｕ ｂ ｙ ３ （ｐ） 反 应 产 生 激 发 态 的 ［ ｕ Ｒ
（ｐ ）］一 ｂ ｙ ３
研究光电材料是整个光电产业的基础和先导 ， 对信 息产
业 的 发 展 起 着 重要 的 支 撑 作 用［ 。 其 主 要 包 括 ＩＩ— Ｖ 族 ２ ］ Ｉ 的 化 合 物 半 导 体 光 电材 料 、 机 半 导 体 光 电材 料 、 机 晶 体 有 无 和 石 英玻 璃 等 ， 技 术 发 展 的特 点 是 对 基 础 进 行 突破 和 改 进 其 和提高工艺。光电材料广泛 用于光 通信 网络 、 电显示 、 光 光 电存 储 、 电转 换 和光 电 探 测 等 领 域 ， 于社 会 进 步 和 整 体 光 对 科 技 发展 影 响 也 巨 大 ， 领 域 技 术 的发 展 对 国 民 经 济 、 会 该 社 发展 与安 全 以 及其 他相 关技 术 的 发 展 影 响 深 刻 。 目前 ， 电 光 材料 的研 究 已 经在 太 阳 能 电 池 、 电开 关 、 象 ｝录 、 存 储 光 图 己 光 等各 方 面取 得 了重 要 进 展 口 。 电 致 化 学 发 光 （Ｅｅｔ ｃ ｅ ｊ ｌ ｒ ｈｍ— ｃｏ ｉ ｍｉｅｃｎ ｅ Ｅ Ｌ 主 要 是 通 过 电 化 学 手 段 ， 用 待 测 体 系 ｌ ｎｓｅｃ ， Ｃ ） ｕ 利
的 平 面 显 示 器 件 发 展 。而 ２ 世 纪 是 信 息 高 度 发 达 的 社 会 ， １
１ 国外 钌 三联 吡啶 配 合 物研 究进展
１６ ９ ６年 ， ｙｌ Ｌｔ ｅ等 】 现 钌 三 联 吡 啶 具 有 化 学 发 光 性 发
质 ， 在 其 强 酸 或 强 碱 溶 液 中 加 入 芳 香 胺 时 ， 以 观 测 到 橘 当 可 红 色 的光 。Ｂ ｒ 研 究 小 组 一 一 其 发 光 机 理 进 行 了深 入 ａｄ等 对
Ｒ （ｐ ） － Ｒ （ ｐ ）一 Ｒ （ ｐ ）］’电子转移 ｕ ｂ ｙ ３ － ｕ ｂ ｙ ３ 一［ ｕ ｂ ｙ３。 。 ［ Ｒｕｂ ｙ３ － ｕ ｂ ｙ３ ｑｈ （ｐ ） ＋Ｒ （ ｐ ） － ｖ化学发光
研究结果证 明， 当体 系 中含 有 氧 化 或 还 原 性 物 质 时 ， 只
的物 质 可 以是 有 机分 子 、 机 与 金 属 离 子 配 合 物 或 其 它 类 型 有
物 质 ｌ 。其 中 Ｒ （ ｐ ） 具 有 水 溶 性 好 、 剂 稳 定 、 化 还 １ ｌ ］ ｕｂｙ。 试 氧
世 界 各 国都 把 新 材 的 研 制 列 入 国 家 重 点 研 究 计 划 。 而 本 世 纪 处 于 由电 子 时 代 向光 电子 时 代 过 渡 的 阶段 ， 光 电 子 时 即
宽 、 发 态 寿命 长 、 电化 学 再 生 等 特 点 。其 主 要 应 用 于 电 激 可
致 化 学 发 光 的 研 究 当 中¨ 一 １ 。钌 （Ｉ 联 吡 啶 Ｒｕ ｂ ｙ 。 ” １） （ｐ ）