论文部分内容阅读
稀土离子以其独特的4f能级使其荧光发射具有颜色鲜艳、纯度高、谱带范围宽、Stokes位移大等一系列诱人的特点,一直以来被公认为在发光等领域具有广阔的应用前景,引起人们的极大关注。然而,对于稀土发光极为重要的f-f跃迁属于宇称选择禁阻的,其对应的摩尔吸光系数很低。因此,要实现稀土发光材料的实际应用必须克服这一障碍。使用敏化单元作为“天线”是目前解决这一问题的重要手段。本文主要采用两种联吡啶羧酸类化合物作为配体,与Eu(III)和Tb(III)离子形成配合物,敏化稀土离子发光,以期获得具有良好荧光性能的配合物。本文主要可分为三大部分:(一)绪论部分。主要介绍了稀土发光配合物的发展历史、敏化稀土发光的机理、稀土发光配合物的主要类型以及应用。(二)第二章节。采用2,2-联吡啶-6,6-二羧酸作为配体,合成了一系列稀土配合物[Ln2(bpydc)3·3H20]·H2O·3CH3OH(1,Ln=Eu,Tb,Yb,Gd)。通过单晶 X 射线衍射、傅里叶红外光谱、紫外吸收光谱与荧光光谱对其进行了表征,通过磷光光谱测定了配体与发光中心的能级匹配程度,探讨了配合物的荧光性能与能量传递效率。结果表明:配合物具有两种不同环境的配位中心,促使配合物在空间上具有层状堆积结构;Eu(III)与Tb(III)配合物分别在612 nm与548 nm有强烈的红色与绿色荧光发射,特征荧光敏化效果明显;配体三重态能级26666 cm-1与稀土离子Eu3+(5D0,17300 cm-1)和Tb3+(5D4,20500 c-1)最低激发态能级匹配,存在明显天线效应,配合物具有优良的能量传递效率。(三)第三章节。利用2,2-联吡啶-5,5-二羧酸作为配体,采用溶剂热法,合成了稀土配合物[Ln2(bpydc)3·2DMF]n(2,Ln= Eu,Tb,Gd)单晶X射线测试表明Tb配合物与Eu配合物具有相同结构。配合物2·Tb属于三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数为a=1.39657(2)nm,b= 1.40874(1)nm,c= 1.45241(1)nm,α= 90.887(1)°,β= 115.261(1)°,γ=113.951(1)°,V= 2.29931(5)nm3,Z= 2;同时,配合物2·Tb具有新颖的三维结构,七个氧原子在稀土离子周围形成一个略微变形的单帽三棱柱配位环境。利用红外光谱、荧光光谱、磷光光谱对配合物性能进行了测试,结果表明:Eu(III)与Tb(III)配合物分别在612 nm与542 nm处有强烈的特征荧光发射;配体三重态能级(26178 cm-1)与Eu(III)和Tb(II)离子的最低激发态能级匹配,能量能够通过三重态传递给稀土离子。文章中同时对比了两种不同类型的稀土配合物1·Ln与2·Ln(Ln=Eu,Tb)的能量传递效率,发现前者稍微优于后者。二者三重态能级差异不大,因此认为可能是二者结构上的差异导致这种能量传递效率上的差异。