耐高溫型稀土鋱配合物的合成及性能研究.pdf

1、稀土發(fā)光配合物在熒光材料、光電器件和生物探針領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，日益受到人們的青睞。其中，稀土芳香羧酸配合物的熒光單色性好、發(fā)光強(qiáng)度高，是一類具有獨(dú)特性能的發(fā)光材料，尤其適用于平板顯示而被深入研究。然而，稀土配合物作為發(fā)光層材料的電致發(fā)光器件壽命很短，點(diǎn)亮后幾分鐘內(nèi)或更短時(shí)間就失去了亮度，稀土配合物作為電致發(fā)光器件發(fā)光層的熱穩(wěn)定性也未得到深入研究，本實(shí)驗(yàn)以鹵代苯甲酸類配體與稀土離子進(jìn)行配位，合成了系列稀土Tb(Ⅲ)配合物，對其結(jié)構(gòu)、溶液

2、熒光性質(zhì)、熱穩(wěn)定性及其熒光壽命進(jìn)行了表征。具體如下:
　　 一、以4-氟苯甲酸(4-fluorobenzoic acid)、4-氯苯甲酸(4-chlorobenzoic acid)及4-溴苯甲酸(4-bromobenzoic acid)為配體制備了具有優(yōu)良熱穩(wěn)定性的稀土配合物，其化學(xué)組成為Tb(4-FBA)3·2H2O、Tb(4-CIBA)3·2H2O和Tb(4-BrBA)3。紫外可見光吸收光譜顯示，相同摩爾濃度下，三種配合物的

3、紫外吸收能力順序?yàn)?Tb(4-FBA)3·2H2O＜Tb(4-CIBA)3·2H2O＜Tb(4-BrBA)3。液體熒光光譜表明，Tb(4-CIBA)3·2H2O的熒光強(qiáng)度最強(qiáng)。通過對配合物的紫外吸收能力、配體的能級及能量傳遞過程中的熱振動(dòng)損耗等角度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了討論分析。熱重分析表明，在450℃，Tb(4-FBA)3·2H2O和Tb(4-CIBA)3·2H2O快速分解。將兩種配合物置于馬弗爐中350℃恒溫1小時(shí)，冷卻后，熒光光譜測試發(fā)

4、現(xiàn)Tb(4-FBA)3·2H2O的熒光強(qiáng)度降低了24％，Tb(4-CIBA)3·2H2O熒光強(qiáng)度僅降低了13％左右，表明此溫度下兩種配合物熒光強(qiáng)度減弱較少。加熱后兩種配合物的紅外光譜測試也表明，兩種配合物在高溫條件下未發(fā)生分解。
　　 二、以2-氟苯甲酸(2-fluorobenzoic acid)、2-氯苯甲酸(2-chlorobenzoic acid)、2-溴苯甲酸(2-bromobenzoic acid)為配體分別合成了稀土

5、鋱配合物Tb(2-XBA)3·2H2O(X=F、Cl、Br)。元素分析及紅外光譜測定了三種配合物的化學(xué)組成。紫外吸收光譜表明Tb(2-FBA)3·2H2O的紫外吸收能力最強(qiáng)，Tb(2-BrBA)3·2H2O的紫外吸收能力略強(qiáng)于Tb(2-CBA)3·2H2O。液體熒光光譜表明相同摩爾濃度的Tb(2-FBA)3·2H2O、Tb(2-CIBA)3·2H2O、Tb(2-BrBA)3·2H2O熒光發(fā)射強(qiáng)度依次降低。從配合物的紫外吸收能力、配體結(jié)構(gòu)

6、及配體向Tb(Ⅲ)能量傳遞過程中的熱振動(dòng)能量損失角度對該試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析探討。結(jié)果表明在配體能級相近的情況下，熒光發(fā)射強(qiáng)度受到配體的紫外吸收能力和能量傳遞過程中的無輻射躍遷的加和作用。熱重分析顯示，Tb(2-FBA)3·2H2O和Tb(2-CIBA)3·2H2O分別在450及500℃快速分解。將兩種配合物置于馬弗爐中350℃恒溫1小時(shí)，冷卻后，熒光光譜測試發(fā)現(xiàn)Tb(2-FBA)3·2H2O的熒光強(qiáng)度降低了30％，Tb(2-CIBA)3

7、·2H2O熒光強(qiáng)度僅降低了12％左右，表明此溫度下Tb(2-CIBA)3·2H2O熒光強(qiáng)度減弱較少。加熱后兩種配合物的紅外光譜測試無變化，表明兩種配合物在高溫條件下未發(fā)生分解。通過熒光壽命測試發(fā)現(xiàn)，Tb(2-FBA)3·2H2O、Tb(2-CIBA)3·2H2O、Tb(2-BrBA)3·2H2O的熒光壽命分別為1.06、1.17、1.29ms，三種配合物熒光壽命相差不大。
　　 三、以2，4-二氯苯甲酸（2，4-dichloro

8、benzoi cacid）、2，4，6-三氯苯甲酸(2，4，6-trichlorobenzoic acid)為配體制備了兩種稀土配合物。元素分析及紅外光譜測定了兩種配合物的化學(xué)組成，并與上述實(shí)驗(yàn)中合成的Tb(2-CIBA)3·2H2O及Tb(4-CIBA)3·2H2O進(jìn)行對照。紫外可見光吸收光譜表明，相同摩爾濃度下，四種配合物的紫外吸收能力以Tb(2-CIBA)3·2H2O、Tb(4-CIBA)3·2H2O、Tb(2,4-DCIBA)3

9、·2H2O、Tb(2,4,6-TCIBA)3·H2O順序依次增大。液體熒光光譜表明，Tb(2，4-DCIBA)3·2H2O的熒光發(fā)射強(qiáng)度遠(yuǎn)強(qiáng)于其它三種配合物，Tb(4-CIBA)3·2H2O的熒光強(qiáng)度強(qiáng)于Tb(2-CIBA)3·2H2O，Tb(2，4，6-TCIBA)3·2H2O的熒光強(qiáng)度最弱。通過對配體的能級、配合物的紫外吸收能力、空間位阻效應(yīng)及能量傳遞過程中的熱振動(dòng)損耗對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。熱重分析顯示在450℃左右四種配合物相繼快