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DOI 号：10.1039/d5sc09220e
多组分发光材料的实际应用普遍受到有机客体光降解的制约，这一核心难题是传统以主体为中心的设计难以攻克的。
郑州大学杨波团队提出一种颠覆性策略 ——“理性客体选择”，将发光客体的本征分子光稳定性提升至与发射颜色同等重要的核心设计指标。以首个由铕离子与柱 [6] 芳烃构筑的金属有机框架（Eu-P6MOF）为模型主体，对该原则进行严格验证。最初通过共包埋香豆素 6 与香豆素 1 获得白光发射复合材料，但光照下香豆素 1 降解导致发射色显著偏移。依据该原则，用光稳定性优异的苝染料替代不稳定的香豆素 1，成功制备出稳定的白光发射复合材料。该策略在低毒性乙醇溶剂中同样有效，证明其普适性。机理研究表明，刚性 MOF 孔道可抑制与非辐射跃迁及光降解相关的分子运动，稳定效果由客体本征结构刚性决定。本文建立的 “理性客体选择” 原则为设计耐用型多组分功能材料提供通用方案，且不受特定主体与应用场景限制。相关研究成果发表于《Chemical Science》上。
核心结论
提出理性客体选择通用设计原则：将发光客体的本征光稳定性作为核心设计参数，与发射颜色、能量转移效率同等重要，可从根本上解决多组分发光材料的光降解难题。
首次合成铕 - 柱 [6] 芳烃 MOF（Eu-P6MOF），其大尺寸一维孔道适合客体包埋，兼具良好化学与热稳定性。
刚性 MOF 孔道的限域效应与 Eu³⁺重原子效应协同抑制非辐射跃迁与光降解，稳定效果取决于客体自身结构刚性。
该原则具有普适性，在 DMF 与低毒乙醇溶剂中均能实现稳定白光发射。
佐证方法
材料制备：合成首例羧基修饰柱 [6] 芳烃配体与铕离子构筑的 Eu-P6MOF，通过单晶 X 射线衍射、PXRD、TGA 等表征结构与稳定性。
主客体组装：包埋香豆素 6 / 香豆素 1、香豆素 6 / 苝、香豆素 6 / 二苯基蒽，制备白光复合材料，用 DLS、UV-Vis、荧光滴定验证包埋效果。
光性能测试：对比光照前后 CIE 坐标、荧光寿命、量子产率，量化光稳定性与发光效率。
机理研究：变温荧光寿命、结合能计算，揭示分子刚性、限域效应与光稳定性的关联。
普适性验证：在乙醇溶剂中重复实验，确认策略通用性。
图文说明
图 1 (a) 四苯甲酸功能化柱 [6] 芳烃（H₈P6A）配体的分子结构。(b) 线性五核异金属簇（K–Eu–Eu–Eu–K）。(c) 柱 [6] 芳烃配体在金属链周围交替呈 V 型排列。(d) [100] 方向上直径约 2.1 nm 的大尺寸一维孔道。(e) [001] 方向上柱 [6] 芳烃大环平行错位堆积。(f) [010] 方向上金属簇与有机配体交替排列成柱。
图 2 (a) 25 ℃下 DMF 中Eu-P6MOF、Eu-P6MOF-C6-C1 与 Eu-P6MOF-C6 - 苝聚集体的流体力学直径（DH）。(b) Eu-P6MOF、C6、C1、Eu-P6MOF-C1、Eu-P6MOF-C6 及Eu-P6MOF-C6-C1 在 DMF 中的紫外 - 可见吸收光谱。
图 3 主客体复合材料的白光调控与光稳定性评价（DMF 中）。(a) 向Eu-P6MOF 中依次加入 C6 与 C1 后发射光谱的白光调控过程。(b) 所得 Eu-P6MOF-C6-C1 复合材料在持续光照下的光稳定性测试。(c、d) 分别对应 (a)、(b) 的 1931 CIE 色度图。
图 4 主客体复合材料的白光调控与光稳定性评价（DMF 中）。(a) 向Eu-P6MOF 中依次加入 C6 与苝后发射光谱的白光调控过程。(b) 所得 Eu-P6MOF-C6 - 苝复合材料在持续光照下的光稳定性测试。(c、d) 分别对应 (a)、(b) 的 1931 CIE 色度图。(e) 苝基稳定体系在 DMF 中自然光暴露 197 天后的光稳定性。(f) 对应 (e) 的 1931 CIE 色度图。
图 5 乙醇体系中的普适性验证。(a、b) Eu-P6MOF-C6 - 苝稳定复合材料的白光调控与光稳定性。(c、d) 分别对应 (a)、(b) 的 1931 CIE 色度图。(e) 苝基稳定体系在乙醇中自然光暴露 166 天后的光稳定性。(f) 对应 (e) 的 1931 CIE 色度图。
图 6 控制稳定性的光物理机理示意图。不稳定的 Eu-P6MOF-C6-C1 体系中，柔性 C1 分子以非辐射跃迁为主，引发光降解；稳定的 Eu-P6MOF-C6 - 苝体系中，刚性 MOF 限域与 Eu³⁺重原子效应协同抑制导致光降解的非辐射跃迁路径，使苝染料保持稳定高发光状态。ISC：系间窜越。
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