【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超分子人工光捕获体系发光材料，涉及一种水相人工光捕获体系及其制备方法与应用。
技术介绍
1、随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，寻找一种高效、可持续的能源替代方案成为了当务之急。在自然界中，绿色植物通过光合作用对太阳能进行捕获和利用，实现光能到化学能的转换和存储。受自然界光合作用启发，科研人员开发设计了各种各样的人工光捕获体系(alhs)，以实现对光能的高效捕获及后续利用。
2、荧光共振能量转移(fret)作为一种非辐射能量转移过程，被广泛应用于人工光捕获体系的开发，以实现能量从供体到受体的转移。然而，在已报道的fret人工光捕获体系中，大多数体系是通过共价键作用进行构筑的，这显著增加了系统的合成与组装难度。近年来，基于非共价键组装的超分子策略由于合成简便、组装效率高，已获得了广大科研工作者的关注。基于超分子策略构筑的人工光捕获体系不仅能实现能量的高效捕获与转移，还能在水相中进行，为人工光捕获体系的仿生化应用提供了新的思路。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种水相人工光捕获体系及其制备方法与应用，该水相人工光捕获体系具有构筑简便、能量传递效率高和天线效应好等优点，且可通过调节光捕获体系的给受体比例实现多色荧光调控。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：
3、第一方面，本专利技术提供了一种水相人工光捕获体系，该水相人工光捕获体系以化合物wp5作为主体分子，以npd作为客体分子和能量给体(donor,d
4、其中，化合物wp5的化学结构式如(i)所示：
5、
6、其中，化合物npd的化学结构式如(ⅱ)所示：
7、
8、其中，化合物sr101的化学结构式如(iii)所示：
9、
10、动态光散射实验证实，在加入能量受体sr101前后，体系均可在水溶液中自组装形成粒径均一的纳米颗粒，其平均粒径分别为121nm和145nm。
11、在某些具体的实施方式中，化合物npd与wp5的摩尔比为20:3。该水相人工光捕获体系中，化合物npd与sr101的摩尔比为(200～10000):1，例如10000:1，5000:1，1000:1，500:1，250:1，200:1或它们之间的任意比例。
12、在某些具体的实施方式中，所述人工光捕获体系中，化合物npd的浓度区间为1×10-5～1×10-4mol/l；化合物wp5的浓度区间为5×10-7～4×10-4mol/l；化合物sr101的浓度区间为1×10-8～1×10-6mol/l。
13、第二方面，本专利技术提供一种水相人工光捕获体系的制备方法，包括如下步骤：
14、s1.将wp5、npd和sr101分别溶于溶剂中，制备得到wp5母液、npd母液和sr101母液；
15、s2.取wp5母液与npd母液注入到水相溶液中，超声分散，形成均匀分散的纳米颗粒溶液；
16、s3.将sr101母液加入所述纳米颗粒溶液中，超声分散，得到所述水相人工光捕获体系。
17、在某些具体的实施方式中，溶剂为二甲亚砜、四氢呋喃、乙醇、甲醇、n,n-二甲基甲酰胺、水中的一种。
18、第三方面，本专利技术提供上述水相人工光捕获体系或上述制备方法得到的水相人工光捕获体系在制备光捕获材料中的应用。
19、在本专利技术的技术方案中，所述发光材料在225～425nm激发光的照射下，调节能量供体npd与能量受体sr101的摩尔浓度比例从10000:1到200:1，所属发光材料呈现从青色到橙红色转变的发光特性。
20、进一步地，在供受体摩尔比例为250:1时，呈现白色发光特性，其色域图(cie)坐标为(0.32，0.32)，激发波长为225～425nm。
21、以本专利技术的技术方案制备的水相人工光捕获体系，能量供体npd的荧光发射区域与能量受体sr101的紫外吸收区域有效重叠，通过荧光共振能量转移过程实现了能量从供体化合物npd到受体染料sr101的转移，能量转移效率达到68.3％，天线效应达到32.8，绝对荧光量子产率从8.91％提高到31.16％。
22、进一步地，所述光捕获体系呈现白光发射时，绝对荧光量子产率达到29.20％。
23、在本专利技术的技术方案中，337nm激发光是能量给体npd的最强激发波长，在225～425nm之外的激发光下，能量给体无法吸收激发光，无法进行能量传递。
24、本专利技术提供的光捕获体系具备以下优点：
25、(1)本专利技术提供的光捕获体系中，化合物npd具有聚集诱导发光(aie)特性，在水中形成wp5-npd纳米粒子时具有很强的荧光发射能力，在水相中可以作为优秀的能量供体。化合物wp5作为一种水溶性大环分子，可以在水中高效诱导化合物npd进行组装，并对受体分子sr101进行包载，形成水相人工光捕获体系；
26、(2)本专利技术提供的光捕获体系是通过超分子策略在水中构筑的水分散性纳米颗粒，合成简便、组装效率高；
27、(3)本专利技术提供的光捕获体系荧光颜色可调，随着受体比例增加，逐渐从青色荧光向橙红色荧光转变。
28、(4)本专利技术提供的光捕获体系通过调节供受体摩尔比例可获得白光发射。
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1.一种水相人工光捕获体系，其特征在于，所述水相人工光捕获体系由主体分子WP5与客体分子NPD相互作用自组装形成的纳米颗粒包载SR101形成；所述水相人工光捕获体系中，NPD为能量供体，SR101为能量受体；
2.根据权利要求1所述的人工光捕获体系，其特征在于，NPD与WP5的摩尔比为20:3；NPD与SR101的摩尔比为(200～10000):1。
3.一种水相人工光捕获体系的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲亚砜、四氢呋喃、乙醇、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺和水中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的水相人工光捕获体系或权利要求3或4所述的制备方法制备得到的水相人工光捕获体系在制备光捕获材料中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述光捕获材料的激发波长为225～425nm。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述光捕获材料为颜色可调的光致发光材料，颜色调控的范围为青色至橙红色。
8.根据权利要求5所述的应用，
...【技术特征摘要】
1.一种水相人工光捕获体系，其特征在于，所述水相人工光捕获体系由主体分子wp5与客体分子npd相互作用自组装形成的纳米颗粒包载sr101形成；所述水相人工光捕获体系中，npd为能量供体，sr101为能量受体；
2.根据权利要求1所述的人工光捕获体系，其特征在于，npd与wp5的摩尔比为20:3；npd与sr101的摩尔比为(200～10000):1。
3.一种水相人工光捕获体系的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为二甲亚砜、四氢呋喃、乙醇、甲醇、n,n-二甲基甲酰胺和...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱金丽，汤艳峰，孙广平，李梦行，蔡丽娟，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
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