高荧光量子产率(76%)IRMOF-3/硫醇-烯聚合物及其配体复合材料的制备与光学性能研究

为解决发光金属有机框架(LMOFs)荧光量子产率(PLQY)低、稳定性差等问题，研究人员通过光诱导点击反应合成IRMOF-3/非计量硫醇-烯(OSTE)复合材料。研究发现OSTE网络可抑制动态非辐射淬灭过程，使IRMOF-3的PLQY从7.2%提升至42.3%，配体BDC-NH2 的PLQY更从1.8%跃升至76.0%。该成果为高效发光MOF材料的快速制备提供了新策略，在LED封装等领域具应用潜力。

　　

在光电材料领域，发光金属有机框架(LMOFs)因其可调控的孔道结构和电荷转移特性备受关注，但其实际应用长期受限于两大瓶颈：一是荧光量子产率(PLQY)普遍偏低，二是材料固有的脆性导致加工困难。传统聚合物改性方法虽能部分提升性能，却存在固化周期长、需高温条件等缺陷。更棘手的是，溶剂分子与MOFs的相互作用会显著影响其光学性能，但相关机制研究仍属空白。

针对这些挑战，中国的研究团队创新性地采用非计量硫醇-烯(OSTE)聚合物，通过光诱导点击反应对IRMOF-3及其配体2-氨基对苯二甲酸(BDC-NH₂
)进行后合成聚合(PSP)处理。研究发现，OSTE网络通过共价交联作用，不仅显著提升了材料机械性能，更意外地发现其能调控发光机制：对于IRMOF-3，OSTE抑制了动态非辐射淬灭过程，使原本双指数衰减的荧光寿命合并为单指数，PLQY提升近6倍；对于游离配体BDC-NH₂
，硫醇-烯混合溶液的稀释效应削弱了配体与甲苯分子的静态光诱导电子转移过程，PLQY实现惊人的42倍增长。该成果发表于《Optical Materials》，为开发高性能发光复合材料提供了新思路。

研究采用三大关键技术：1) 溶剂调控策略，系统比较甲苯、丙酮和DMF对材料光学性能的影响；2) 时间分辨荧光光谱(TRPL)解析激发态动力学变化；3) 光聚合工艺，在室温条件下10分钟内完成OSTE交联固化。

【Microstructural characterization analysis】
扫描电镜显示IRMOF-3颗粒被OSTE均匀包覆，PXRD证实聚合后晶体结构保持完整。红外光谱中C=C键特征峰消失，证实成功发生硫醇-烯点击反应。

【Conclusions】
研究揭示OSTE聚合物对MOFs发光性能的双重调控机制：对框架材料主要抑制动态淬灭，对游离配体则减弱静态电子转移。将复合材料封装370 nm LED芯片时，均能产生强烈靛蓝色发光，其中BDC-NH₂
/OSTE的PLQY达76%，创同类材料新高。

该工作的突破性在于：1) 首次阐明溶剂在PSP过程中的双重作用机制；2) 开发出室温快速固化的MOF改性工艺；3) 为柔性光电器件提供新型波长转换材料。研究团队特别指出，该方法可推广至其他发光MOFs体系，在柔性显示、紫外探测等领域具有重要应用前景。