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第 35 卷第 7 期 精 细 化 工 Vol.35, No.7
201 8 年 7 月 FINE CHEMICALS July 2018

功能材料
固态上转换材料制备及其性能

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戚守善，于 雪，黄苏琴，叶常青，王筱梅
（苏州科技大学 化学生物与材料工程学院 江苏省环境功能材料重点实验室，江苏 苏州 215009）

摘要：以聚二甲基硅氧烷（PDMS）为固态介质，将 PDMS 浸泡于光敏剂四苯基卟啉钯（PdTPP）和发光剂 9,10-
二苯基蒽（DPA）的甲苯溶液中，干燥后得到上转换固态树脂（PdTPP/DPA/PDMS）。利用紫外吸收光谱仪、
稳态-瞬态荧光光谱仪和半导体激光器考察了液态（PdTPP/DPA/甲苯）和固态（PdTPP/DPA/PDMS）两种体系
的上转换效率（ uc ）及在空气中的稳定性。结果表明，在相同条件下（半导体激光器发射波长 532 nm，功率密
2
度 60 mW/cm ），固态上转换效率最高可达 26.3%，固态树脂在空气中保持 22%的上转换效率可持续在 10 h 以
上，而液态二元体系在空气中保持 22%的上转换效率只能持续 2 min。
关键词：三线态-三线态湮灭；弱光上转换；固态上转换；上转换效率；稳定性；功能材料
中图分类号：TQ314 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2018) 07-1097-06

Preparation and Properties of Solid Upconversion Materials

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QI Shou-shan, YU Xue, HUANG Su-qin, YE Chang-qing, WANG Xiao-mei
（Jiangsu Key Laboratory for Environment Functional Materials, School of Chemistry, Biology and Materials Engineering,
Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, Jiangsu, China）

Abstract: Pb (Ⅱ) tetraphenylporphyrin (PdTPP) and 9,10-diphenylanthracene (DPA) were dispersed into
polydimethylsiloxane (PDMS) polymer matrix to form solid upconversion materials (PdTPP/DPA/PDMS)
after drying. The upconversion efficiency ( uc) and stability in air atmosphere of PdTPP and DPA in
toluene and PDMS were investigated by ultraviolet absorption spectrometer, steady/transient fluorescence
2
spectrometer and semiconductor laser. Under the 532 nm laser excitation with a power of 60 mW/cm , the
solid system PdTPP/DPA/PDMS exhibited an upconversion efficiency of 26.3%. Furthermore, when the
conversion efficiency was maintained 22%, the stability time of the solid system in air atmosphere was
more than 10 h, while that of the solution system PdTPP/DPA/toluene was only 2 min.
Key words:, triplet-triplet annihilation;low-power upconversion;solid upconversion;upconversion
efficiency;stability;functional materials
Foundation item: National Natural Science Foundation of China (51673143)

有机上转换（UC）通过双光子机制将低能量（长 剂将其能量传递给发光剂的三线态，当三线激发态
波长）的光转换为高能量（短波长）的光，包括强 的发光剂浓度达到一定程度后，两个处于三线激发
光激发下的双光子吸收机制上转换（TPA-UC）和弱 态的发光剂分子相互碰撞，以一定的几率产生单线
光激发下的三线态 - 三线态湮灭机制上转换 态的发光剂，此时，处于单线态的发光剂发射出荧
[5]
（TTA-UC），由于后者在太阳能领域具有潜在的应 光回到基态 。
用前景而备受关注。基于 TTA-UC 的体系主要由三 目前，报道的 TTA-UC 材料大多为液态，由光
线态能量给体（光敏剂）与三线态能量受体（发光 敏剂与发光剂分散在溶液中构成（即光敏剂/发光剂
剂）两部分构成 [1-4] 。光敏剂受光激发到达激发单线 /有机溶剂）。由于空气中的氧能猝灭光敏剂与发光
态，通过系间窜越达到三线态，处于三线态的光敏 剂的三线态，因而，欲提高上转换效率必须在绝对

收稿日期：2017-02-27; 定用日期：2017-10-17; DOI: 10.13550/j.jxhg.20170158
基金项目：国家自然科学基金项目（51673143）
作者简介：戚守善（1991—），男，硕士生。联系人：王筱梅，教授，电话：0512-68326615，E-mail：wangxiaomei@mail.usts.edu.cn。