[发明专利]一种三重态光敏剂及其制备方法和一种上转换体系

说明书

本发明提供了一种具有式(BDP‑1)～式(BDP‑3)所示结构的光敏剂，本发明提供的光敏剂为三重态光敏剂，该光敏剂在可见光具有高摩尔消光系数，其在TTA上转换中发出高强度的光，即在低功率(5.0mw)激发光源的条件下实现高效上转换；并且可实现可见光的强吸收，通过三重态‑三重态湮灭的过程实现绿光向蓝光、红光向绿光的上转换，这一性能使其在光催化有机合成，光动力治疗，生物成像以及太阳能电池等领域有广泛应用。

技术领域

本发明属于光子上转换技术领域，具体涉及一种三重态光敏剂及其在三重态湮灭上转换中的应用。

背景技术

光子上转换是一种特殊技术，是可以将低能量长波长的光子转换为高能量短波长光子的技术。即能实现反斯托克斯位移发光。这一性能使其在光催化有机合成，光动力治疗，生物成像以及太阳能电池等领域有广泛应用。

目前应用于上转换的技术主要有三种：一是稀土材料上转换，二是双光子吸收上转换，三是三重态-三重态湮灭上转换(TTA-UC)，在这三种技术中前两者需要的激发光能量高。相对而言，三重态-三重态湮灭上转换所需激发光强度低，上转换效率高，吸收光带宽，而且激发、发射波长可调。因此有较大的应用价值。

三重态-三重态湮灭上转换的过程：1)光敏剂分子吸收光子达到其单重激发态后经过系间窜越达到三重激发态；2)三重态光敏剂分子将能量传递给湮灭剂分子的三重态；3)当三重态湮灭剂分子到达一定浓度时，两个处于三重态的湮灭剂分子相互碰撞，一个到达单重激发态另一个回到基态；4)处于单重激发态的湮灭剂分子发射出荧光。

经调查研究发现，目前大多数的光敏剂分子在TTA上转换过程中需要高功率的激发光，但却获得较低的上转换发光效率，难以实现对自然可见光的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种三重态光敏剂及其在三重态湮灭上转换中的应用，本发明提供的光敏剂在低功率激发光源的条件下实现高效上转换。

本发明提供了一种三重态光敏剂，具有式(BDP-1)～式(BDP-3)所示结构：

本发明还提供了上述光敏剂的制备方法，包括以下步骤：

具有式(I)所示结构的化合物与I₂/HIO₃发生碘代反应，得到具有式(BDP-1)～式(BDP-3)所示结构的光敏剂；

优选的，具有式(I)所示结构的化合物与碘单质的摩尔比为1：2～1：25。

优选的，所述具有式(I)所示结构的化合物按照如下方法进行制备：

在保护气氛条件下，将具有式(II)所示结构的化合物与吡咯进行反应，得到具有式(I)所示结构的化合物；

优选的，所述具有式(II)所示结构的化合物按照如下方法进行制备：

对羟基苯甲醛与正溴丁烷进行反应，得到具有式(II)所示结构的化合物。

本发明还提供了一种上转换体系，由光敏剂和湮灭剂分散于有机溶剂中制备得到，所述光敏剂选自上述光敏剂。

优选的，所述光敏剂为BDP-1或BDP-2时，湮灭剂为苝，所述光敏剂为BDP-3时，湮灭剂为溶剂绿5。

优选的，所述有机溶剂为二氯甲烷。

优选的，所述光敏剂与所述湮灭剂的摩尔比为1：(0.5～10)。