染料激发态调控及应用基础研究

时间:2015-04-21 作者: 点击:[]


团队名称

团队成员

所属领域

染料激发态调控及应用基础研究

张淑芬、彭孝军、段春迎、赵建章
刘涛、唐炳涛、武素丽

染料及其光化学


      染料工业是国计民生不可或缺的重要产业。早在1952年,侯毓汾教授等老一辈学者在大连理工大学创建了我国最早的专门从事染料教学和科研的学术机构,随后的半个多世纪,染料团队的核心目标是服务于我国纺织工业快速发展的需要。2005年起,我国染料工业产量和出口量跃居全球首位,成为染料大国,大连理工大学染料研究团队为此做出了重要贡献。

      近年来,随着科学技术的发展,实验室染料研究已从传统纺织印染拓展到国民经济诸多领域,如在信息领域的数码喷墨打印、数码存储、液晶显示染料等。同时,实验室更加关注染料的清洁应用和环境问题。

      染料的应用性能涉及染料对光的吸收和染料对染色基质的作用两个方面。染料吸收光到达激发态,通过激发态能量的不同释放方式,可实现荧光、热、电子转移或化学反应等不同功能,而调控染料分子结构及调控染料与基质不同的作用方式,可以实现对这些功能的调控。因此,激发态的释能调控是染料应用性能提升(或实现染料功能强化)的关键科学问题,包括①通过染料分子结构创新调控激发态释能过程;②染料与基质的作用机制调控。


图1-1 染料激发态释能调控及功能强化


      五年来,实验室以染料功能强化为目标,开展染料分子结构创新。设计染料分子自旋转换单元,通过三线态三线态能级共振,使染料激发态寿命延长达10万倍、单线态氧形成率提高60倍以上;利用无机染料分子内的光诱导电荷转移,形成自旋的变化,构筑了高性能染料光磁开关体系;通过染料激发态分子电子转移或能量转移途径的内转换,快速淬灭激发态,获得了高光稳定性耐晒染料;调控染料分子与基质材料之间的相互作用,提高染料在棉纤维上的固色率,有助于从源头减少印染行业的环境污染。

      五年期间,实验室在应用基础研究和产业化应用中均取得了较好的成绩。发表在影响因子10以上国际高水平学术期刊论文16篇,应邀为Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology撰写《Crosslinking Dyes》专章。开发的高固色率活性染料和耐晒型喷墨染料得到规模化应用。其中合作企业的活性染料累计产量达3179吨;合作企业制造的通用喷墨打印墨盒6000万个/年,约占国际通用墨盒市场的20%,获行业科技进步特等奖一项。