新型磷鎓离子液体设计与合成：多溶剂及液态/玻璃态下的强荧光特性研究

本研究针对液态荧光离子液体(LFILs)稀缺的现状，设计合成了一系列含5-(二甲氨基)-1-萘磺酸盐(DNS- )和9,10-蒽醌-2-磺酸盐(AQS- )的磷鎓离子液体(PILs)。通过改进纯化工艺获得高纯度(>99%)产物，其中[P666,10 ]DNS在液态展现出0.35的绝对量子产率(AQY)，突破了液态荧光淬灭限制，为柔性光电子器件和生物成像提供了新型软发光材料。

　　

在材料科学领域，离子液体(ILs)因其独特的物理化学性质成为"绿色溶剂"的代表，但兼具液态流动性和强荧光特性的材料却极为罕见。传统离子液体的荧光往往局限于溶液状态，纯液态时由于聚集诱导淬灭(AIQ)效应导致发光效率骤降。这一瓶颈严重制约了其在柔性光电器件、化学传感和活体成像等领域的应用。更令人遗憾的是，目前文献中仅有极少数液态荧光离子液体(LFILs)报道了绝对量子产率(AQY)数据，且效率普遍低于0.23。

针对这一挑战，研究人员创新性地将荧光团植入磷鎓离子液体(PILs)的阴离子部分，设计合成了以5-(二甲氨基)-1-萘磺酸盐(DNS^-
)和9,10-蒽醌-2-磺酸盐(AQS^-
)为荧光基团的新型材料体系。通过改进传统合成工艺，开发出高纯度(>99%)的[P_666,10
]Cl和双磷鎓盐di-P_666,10
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，突破了真空剥离法最高97%纯度的限制。这项突破性成果发表在《Journal of Ionic Liquids》上，为开发新一代功能性软材料提供了全新思路。

研究团队采用核磁共振(NMR)和元素分析验证产物结构，通过热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)表征热稳定性与相变行为，利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱系统评估光学性能，并首次使用积分球附件精确测定液态/玻璃态下的绝对量子产率。

热稳定性研究显示，所有PILs的分解温度(T_d
)介于332-383°C，其中双磷鎓盐di-P_666,10
2
展现出最高的热稳定性。相变分析证实[P_666,10
]系列为室温离子液体(RTILs)，而含三苯基磷鎓的[P_PhPhPh,10
]材料则呈现玻璃态转变，玻璃化温度(T_g
)分别为21.13°C和30.14°C。

光学性能测试揭示，PILs-DNS在溶液中AQY高达0.95，其中[P_666,10
]DNS在纯液态更展现出0.35的惊人效率，远超文献报道的磷鎓-8-苯胺基萘-1-磺酸盐(AQY=0.01)。研究发现DNS基团在液态呈现反常的聚集诱导发光(AIE)效应，而AQS衍生物则因光还原产物的非辐射衰减导致荧光微弱。光稳定性实验证实所有材料在6分钟持续照射下均无显著光漂白。

这项研究的意义在于：首次实现了磷鎓离子液体在液态下的高效荧光，其0.35的AQY创造了该领域的新纪录；开发的改进合成路线可获得>99%超高纯度PILs，解决了传统方法杂质干扰光学测量的难题；发现的AIE效应为设计无溶剂发光材料提供了新思路。这些兼具优异热稳定性(>350°C)和加工性能的荧光液体，在柔性显示器、化学传感器和线粒体靶向成像等领域展现出广阔应用前景。特别是[P_PhPhPh,10
]DNS特有的三苯基磷鎓结构，与已知的线粒体靶向载体结构相似，为开发新型细胞器探针提供了可能。