Polyoxométallates hybrides photoluminescents
Permanents impliqués : Hélène Serier-Brault, Rémi Dessapt
Nous développons des nouveaux matériaux hybrides photoluminescents dans lesquels les POMs, qui possèdent des propriétés redox et optiques spécifiques, sont utilisés comme co-facteurs pour moduler l’énergie ou l’intensité d’émission de molécules organiques photoluminescentes à l’état solide.
1. Nouveaux matériaux hybrides POM/Complexe cyclométallé de l’iridium (III)
Nous avons récemment développé une nouvelle classe de matériaux hybrides photoluminescents en combinant les POMs avec des complexes cyclométallés cationiques de l’iridium (III). L’assemblage supramoléculaire du cation [IrIII(ppy)2(bpy)]+ (ppy = 2-phénylpyridine, bpy = 2,2’-bipyridine), archétype de ces complexes, avec différents POMs représente une stratégie alternative simple et efficace pour moduler drastiquement sa couleur d’émission à l’état solide, du vert au rouge (Δλem = 120 nm) (Figure 1a). Cette modulation conséquente de la phosphorescence ne nécessite aucune fonctionnalisation préalable des ligands ppy et bpy, mais intervient en jouant uniquement sur la nature des POMs et sur l’architecture des réseaux supramoléculaires, qui orientent sélectivement les processus d’émission du complexe d’iridium(III) depuis ses niveaux triplets émetteurs 3MLCT/3LLCT ou 3LCppy (ou depuis les deux).
En présence de vapeur de solvants polaires, certains de ces matériaux, comme le composé [Ir]2(TBA)2[β-Mo8O26] (Ir2Mo8-A), développent également des propriétés remarquables de vapochromisme et de vapoluminescence (Figure 1b), selon un nouveau mécanisme mettant en jeu une conversion polymorphique du composé. Ces matériaux sont des candidats extrêmement intéressants pour une application en tant que nouveaux capteurs chimiques sélectifs pour la détection de composés organiques volatiles (COVs) et sont efficaces même en présence d’humidité.
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Figure 1. (a) Haut: Schéma de l’assemblage du complexe [IrIII(ppy)2(bpy)]+ ([Ir]+) avec différentes entités POMs et photographies de leurs couleurs d’émission à l’état solide (T = 298 K). Bas: Spectres d’émission normalisés et coordonnées colorimétriques sur le diagramme CIE (insert) des composés Ir2Mo8-A (l), Ir2Mo8-B (►), Ir4Mo8 (Ù), Ir2Mo4 (®), Ir2W6 (ì) et [Ir](PF6) (*) (lex = 365 nm). (b) Spectres de luminescence à l’état solide de Ir2Mo8-A (rouge), Ir2Mo8-A exposé aux vapeurs d’acétonitrile pendant 48h (noir), Ir2Mo8-A exposé aux vapeurs d’acétonitrile pendant 48h puis chauffé à 120°C pendant 4h (vert) et Ir2Mo8-B (bleu). Insert : Evolution de la couleur d’émission de la poudre de Ir2Mo8-A exposée aux vapeurs d’acétonitrile et après chauffage. |
Publications
Drastic solid-state luminescence color tuning of an archetypal Ir(III) complex using polyoxometalates and its application as a vapoluminescence chemosensor
P. Bolle, H. Serier-Brault, R. Génois, E. Faulques, A. Boulmier, O. Oms, M. Lepeltier, J. Marrot, A. Dolbecq, P. Mialane, R. Dessapt, J. Mater. Chem. C 4, 11392 (2016)