南开大学Adv Mater：721nm光激发上转换PAF实现宽区间氧气传感

纳米技术

2025-04-10

长波长可激发固体上转换材料的开发以及激子行为的调控，对于太阳能收集、光催化等新兴应用至关重要。但是，调控激子扩散的方法非常有限，这导致固态材料中的光子上转换性能非常差。

有鉴于此，南开大学庞代文教授、黄灵、Le Zeng等报道将猝灭结构集成到PAF（多孔芳香骨架）之中，并且修饰光敏剂，构建了能够被721 nm波长激发的高效固体上转换材料（上转换量子产率高达1.5%，上限达到50%）。

本文要点：

（1）

最重要的，研究发现猝灭结构的空间位阻破坏了猝灭结构与PAFs骨架之间的π共轭结构，形成了均匀的三重态激子能量，这有利于激子扩散，使得激子扩散常数从2.0×10^-6 cm² s^-1提高到1.34×10^-5 cm² s^-1后，上转换量子产率提高了~50倍。

（2）

首次将这种固体上转换材料实现了宽范围的O₂传感，以及721 nm光驱动的非均相可回收光氧化还原催化。这些发现为调控无序固体材料的三重态激子的行为从而得到更好的上转换性能提供了重要途径，这能够推动有机光子上转换在能源、化学和光子学领域的应用。

参考文献

Ming-Yu Zhang, Hong-Juan Feng, Jia-Yao Li, Lin-Han Jiang, Ai-Xing Ma, Le Zeng, Ling Huang, Dai-Wen Pang, High-Performance 721 nm-Excitable Photon Upconversion Porous Aromatic Frameworks for Broad-Range Oxygen Sensing and Efficient Heterogeneous Photoredox Catalysis, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202502150

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202502150