本论文以锑钨氧酸盐稀土衍生物/同多钨氧酸盐稀土衍生物的制备和功能为导向,利用水溶液合成方法,构筑了三类多钨氧酸盐稀土衍生物,第一类是稀土离子与锑离子共同桥连的四聚锑钨氧酸盐,第二类是由醋酸修饰{WO4}四面体导向的三核稀土取代的锑钨氧酸盐,第三类是具有三维孔洞结构的双草酸连接四核稀土取代的同多钨氧酸盐。对合成的化合物进行了各种物理化学表征,研究它们的光致发光性能研究,探讨了多钨氧酸盐稀土衍生物分子内部的发光机理。制备了混合稀土离子掺杂的多钨氧酸盐材料,研究了其发光性能的可调控性。本论文为新型锑钨氧酸盐稀土衍生物及同多钨氧酸盐稀土衍生物的合成提供了新的思想和方法,也为多钨氧酸盐稀土衍生物材料在光学应用上提供了一些有价值的实验依据。本论文主要分为五章来进行介绍:第一章:介绍了近些年来有关锑钨氧酸盐稀土衍生物/同多钨氧酸盐稀土衍生物的研究进展,主要涉及它们的结构特点和性能研究,同时还介绍了一些关于多钨氧酸盐稀土衍生物在光致发光性能研究方面具有代表性的案例,反映其在光学应用方面的潜在价值。第二章:借助阳离子型有机胺作为增溶剂来可改善稀土离子与多钨氧酸盐片段的反应行为、Sb3+离子可为金属桥连基团和三缺位Keggin型[B-α-SbW9033]9-片段对稀土离子具有强结合力的设计思想,构筑了一系列稀土离子与锑离子共同连接的锑钨氧酸盐[H2N(CH3)2]8Na6H8{[RE4(H2O)6Sb6O4](B-α-SbW10O37)2(B-α-SbW8O31)2}.24H2O(RE=Dy3+、Er3+、Y3+、Ho3+、Tb3+)(1-4)。它们的四聚阴离子是由两个二缺位[B-α-SbW10O37]11-片段、两个四缺位[B-α-SbW8031]11-片段和两个[RE2(H20)3Sb3O2]11+簇片段组合而成。通过使用268 nm的紫外光激发1和2,发现从钨氧簇的三重态至稀土离子4f能级的能量转移过程和锑钨氧酸盐片段对稀土离子的发光敏化作用,并且发现在能量转移过程中,锑钨氧酸盐片段的三重态发射跃迁(1A1g→1T1u)与稀土离子的f-f发射跃迁的能级匹配度可以有效影响锑钨氧酸盐片段对稀土离子不同的f-f发射跃迁的敏化作用大小,匹配度越高,敏化作用越强。此外,CIE 1931色度图显示分别在锑钨氧酸盐片段的三重态激发和在稀土的f-f激发下化合物1和2的发射光颜色不同。第三章:借助含羧酸有机配体配位作用和钨氧四面体的模板剂导向效应,构筑了一系列由{WO4}四面体导向醋酸修饰的三核稀土取代锑钨氧酸盐Na17{(WO4)[RE(H2O)(Ac)(B-α-SbW9O31(OH)2)]3}·50H2O(RE=Eu3+、Dy3+、Ho3+、Gd3+)(5-8),值得注意的是一个四配位的{WO4}四面体在阴离子簇形成的过程中发挥了重要的结构导向作用。在光致发光性能研究方面,通过变换不同波长的激发光,5的发射光颜色从橘黄色变为红色,6从蓝色变为绿色,7从蓝色变为黄色。而在配体-金属电荷跃迁(O→WLMCT)的激发下,Eu3+、Dy3+和Ho3+离子可以通过能量传递作用从锑钨酸盐片段的三重态发射吸收能量。另外,5在不同温度下的光致发光行为及发光照片表明,当温度从25升至100℃,由于部分晶格水分子的失去导致了 5的发射强度增加。在100至320℃之间,5的晶相变成了无定型相,且5的发生强度在逐渐下降。由于配位水分子能够猝灭Eu3+离子发光,在220-320℃范围中配位水分子的失去导致了 5的发射强度衰减速度变缓。在320-520℃范围中,5的发射强度迅速下降,原因是Eu3+离子的配位环境发生了改变。在620-720℃的范围中5的发生强度开始回升,主要是因为新相Na0.5Eu0.5WO4的生成。该研究为制备新型温度可调的多酸发光材料打下了重要的基础。第四章:本章节中合成了一例由{WO4}四面体导向醋酸根修饰的三核铽取代锑钨氧酸盐 Na17{(WO4)[Tb(H2O)(Ac)(B-α-SbW9O31(OH)2)]3}·50H2O(Tb3W28),其中{WO4}四面体起到了结构导向的作用,它引导三个Tb13+离子和三个[B-α-SbW9O33]9-片段呈正三角型排布。基于Tb3W28首次制备Dy3+/Tb3+/Eu3+掺杂的衍生材料。当把Eu3+、Gd3+和Dy3+离子引入Tb3W28中取代Tb3+离子时,其多阴离子骨架结构没有发生变化。在Dy3+离子的389 nm激发下,Dy3+/Tb3+掺杂体系中的Dy3+→Tb3+能量传递机理是一种无辐射的偶极-偶极作用。在Tb3+离子的370 nm激发下,Tb3+/Eu3+掺杂体系中的Tb3+→Eu3+能量传递作用是一种无辐射的四极-四极作用。进一步,在Dy3+离子的389 nm激发下,Dy3+/Tb3+/Eu3+掺杂的Dy1.2Tb3zEu0.03Gd177-3zW28体系中发生了连续两步的Dy3+→Tb3+→Eu3+能量传递过程。通过切换激发波长,Dy3+/Tb3+/Eu3+掺杂体系的发射颜色可从蓝色变至黄色,其中在378 nm激发下Dy1.2Tb1.2Eu0.03Gd0.57W28产生了一个近白光发射。第五章:借助多羧基有机配体可桥连多个多钨氧酸盐片段的合成思想,在水溶液中利用Na2WO4·2H20、H2C2O4和GdCl3反应,制备了一例双草酸桥连的四核钆取代的二缺位Lindqvist型二聚同多钨氧酸盐Na10[Gd2(C2O4)(H2O)4(OH)W4O16]2·30H2O(Gd4W8)。它的二聚阴离子主要是由两个二缺位的Lindqvist型[W4O16]8-片段连接一个长方形的[Gd4(C2O4)2(H2O)8(OH)2]6+簇片段组合而成。值得关注的是相邻的三核[Na3O4(H2O]115-片段互相连接形成了一条一维钠-氧链。一维的钠-氧链与[Gd2(C2O4)(H2O)4(OH)W4O16]210-阴离子结合,生成了一个三维拓展多孔框架。红色发光中心Eu3+和绿色发光中心Tb3+离子首次被掺入Gd4W8中取代Gd3+离子,以便研究Eu3+和Tb3+之间的能量传递机理和实现Eu3+/Tb3+掺杂的同多钨氧酸盐的发光颜色调变。通过发射光谱和寿命衰减测试,在370nm光的激发下,Eu3+/Tb3+掺杂的同多钨氧酸盐体系中的Tb3+可以传递能量给Eu3+离子。当Tb3+的摩尔浓度固定为0.9,Eu3+的摩尔浓度从0.01增加至0.08,从Tb3+到Eu3+的能量传递效率从7.9%增加至67.3%,其能量传递作用是一种无辐射的偶极-偶极作用。另外,在370 nm光的激发下,Eu4W8和Tb4W8分别展现出了明显可见的红光和绿光。当微量的Eu3+离子被掺入Tb4W8中时,在370 nm光的激发下Tb3.92Eu0.08W8呈现出明显的近白光发射。