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第 7 期 戚守善，等: 固态上转换材料制备及其性能
上转换 溶 液配制 [19-20] ：分别 配 制光敏剂
5
（PdTPP）甲苯溶液（浓度为 1.6×10 mol/L）和发
光剂（DPA）甲苯溶液（浓度为 4.8×10 3
然后，按照光敏剂溶液和发光剂溶液 1∶1 的体积比
混合，得到双组分混合溶液为液态上转换溶液
PdTPP/DPA/甲苯。通氮气 30 min，以除去溶液中
氧气。
固态上转换树脂制备：参照文献[21-22]使用渗
透法制备。将盛有上转换溶液的烧杯移入手套箱，
将 PDMS 聚合物基放置于该上转换双组分母液中浸
泡 24 h，使得上转换溶液充分浸入 PDMS 树脂内，
取出树脂，氮气吹干，即得到透明的 PDMS 型固态
上转换树脂 PdTPP/DPA/PDMS。
1.3 性能测试
紫外-可见吸收光谱：使用紫外-可见分光光度
计在光程规格为 1 cm 的石英比色皿中加入待测液
体，测试物质的紫外吸收光谱。荧光光谱和磷光光
谱以及磷光衰减曲线在稳态-瞬态荧光光谱仪上测
定。稳态荧光光谱测定时所有狭缝宽度固定为 1
mm。所得磷光衰减曲线进行多指数过程拟合（以方
差≤1.3 为标准）。荧光量子产率（ fluo ）和磷光量
子产率（ p ）参照文献[23]方法计算。
固态上转换光谱测试：使用的激发光源为半导
体激光器（发射波长 532 nm，功率密度 60 mW/cm ），
通过衰减片改变不同的激发光强度，激发光的功率
·1099·
密度使用功率计检测。上转换光谱信号的采集使用
spectrascan-PR655 型色度仪。上转换效率（ UC ）采
用相对量子效率计算，选择罗丹明 6G（Rh6G）为
参比物 [24-25] ，通过公式（1）计算得到。
 A   F     2
 UC / %  2 0  0   s   s   100 （1）
 A s   F 0    0 
式中： 0 为 Rh6G 的荧光量子产率（ 0 =88%），A 0
和 A s 分别为 Rh6G 和光敏剂在 532 nm 处的吸光度，
F 0 和 F s 分别为 Rh6G 和发光剂的荧光发射峰面积，
 0 和  s 分别为溶剂和溶液的折射率，系数 2 是指获
得一个上转换光子需要吸收两个光子。
三线态-三线态能量转移效率（ TTT ）可通过
Stern-Volmer 方程（公式 2） [26-27] 来估算。式中：P 0
和 P 分别表示无发光剂和有发光剂时，光敏剂的磷
光积分强度；K sv 为 Stern-Volmer 常数；[DPA]为发
光剂 DPA 的浓度（单位 mol/L）；  P 为光敏剂的磷光
寿命；k q 为猝灭常数（此数值可表示三线态-三线态
能量传递的效率，k q 越大，Φ TTT 越大）。
P 0 /P=K sv [DPA] +1= k q P [DPA] +1 （2）
2 结果与讨论
2.1 紫外和荧光光谱
光敏剂（PdTPP）在甲苯和固态聚合物基质中
mol/L）， 的紫外吸收和荧光发射光谱见图 1，双指数拟合的
磷光衰减曲线见图 2（图 2 中括号内的百分数代表
拟合的寿命所占比例）；发光剂 DPA 在甲苯溶液和
固态基质中的 Stern-Volmer 曲线见图 3，光敏剂
PdTPP 在甲苯溶剂和固态基质中的紫外吸收光谱和
荧光发射光谱性质见表 1。
6
图 1 在浓度为 1.0×10 mol/L 时，光敏剂 PdTPP 在甲苯
溶液和固态基质中的紫外吸收和荧光发射光谱
Fig. 1 UV absorption and fluorescence emission spectra of
sensitizer PdTPP in toluene and polymer matrix
(1.0×10 mol/L)
6
2
由图 1 可以看出，在固态基质中，PdTPP 的 Soret
带（415 nm）和 Q 带（522 nm）都高于其在溶液中