非对称B-N-O掺杂强酸耐受性亮蓝色荧光染料的光物理性能优异特性研究

本研究针对强酸环境下有机荧光材料稳定性差的难题，合成了一种以咔唑为电子给体、DPDC为电子受体的不对称荧光染料。实验表明，该染料在多种强酸（CH3SO3H、HCl、H2SO4、HNO3）中仍保持稳定的紫外吸收（~373 nm n-π*跃迁）和优异荧光发射，其HOMO/LUMO能级（-5.0012 eV/1.8096 eV）和能隙（3.1916 eV）证实了电化学稳定性，为耐酸有机发光材料开发提供了新策略。

　　

通过经典反应体系，研究人员成功复现了以15-(5,9-二氧杂-13b-硼杂萘并[3,2,1-de]蒽-7-基)-10-苯基-10,15-二氢苯并呋喃并[3,2-a]吲哚并[3,2-c]咔唑（DPDC）作为电子受体、咔唑基团作为电子给体的有机荧光分子。重点探讨了DPDC在甲磺酸（CH₃SO₃H）、盐酸（HCl）、硫酸（H₂SO₄）、硝酸（HNO₃）等强酸溶液中的光学特性。紫外吸收光谱显示，位于~373 nm处的特征吸收峰主要源于咔唑单元及其相邻共轭分子的n-π*电子跃迁，酸性环境的引入并未显著改变其吸收行为。荧光测试结果表明，DPDC在酸性条件下仍能维持卓越的荧光发射强度与稳定性。透射电镜分析揭示酸性溶液促使DPDC从无序簇状结构转变为均匀球状形态。最高占据分子轨道（HOMO, E_HOMO=-5.0012 eV）与最低未占分子轨道（LUMO, E_LUMO=1.8096 eV）能级、能隙（ΔE=3.1916 eV）及晶体构型结果进一步验证了其电化学与结构稳定性。这些发现表明DPDC有望成为稳定耐酸有机发光材料的候选体系，拓展了其在材料表面耐酸染料等领域的应用潜力。