溶膠凝膠法制備強鍵型稀土雜化發(fā)光材料.pdf

1、稀土元素由于具有獨特的電子層結(jié)構(gòu)因而在受到紫外光激發(fā)的時候表現(xiàn)出優(yōu)良的光學(xué)性能。通過化學(xué)鍵將稀土離子配合物接枝到無機物基質(zhì)上，可以制備兼具優(yōu)異發(fā)光性能和穩(wěn)定的物理化學(xué)性能的雜化材料。本文的研究工作初步探討了通過溶膠凝膠法制備稀土雜化發(fā)光材料過程中的制備路線、發(fā)光體系以及制備工藝這三個方面的主要內(nèi)容，并對所制備的稀土雜化發(fā)光材料的各種性能加以測試和分析。 在制各路線方面，選擇了自然界較為普通的兩種有機官能團磺酸基和巰基作為被修飾基

2、團。分別對含有這兩種基團的物質(zhì)通過多種途經(jīng)加以修飾，在修飾過程中引入了可水解聚合的有機硅烷基團。在稀土離子與修飾后得到的有機硅烷前驅(qū)體配位的情況下，通過有機硅烷基團的水解和聚合，制備了發(fā)光性能良好的含有稀土銪(發(fā)紅光)、稀土鋱(發(fā)綠光)和稀土釤(發(fā)紅光)的雜化材料。通過對材料制備過程的研究表明，這兩種化學(xué)修飾路線是切實可行的，拓展了雜化材料的制備路線。 在發(fā)光體系方面，選取了能夠與稀土離子發(fā)生配位并且能與稀土離子進行有效分子內(nèi)能

3、量傳遞的三種有機配體：吡啶配體、杯芳烴配體和類β-二酮配體。分別將三類配體加以修飾，在修飾過程中引入可水解聚合的有機硅烷基團。在稀土離子與配體進行配位的同時，通過有機硅烷基團的水解、聚合，制備了具有優(yōu)良發(fā)光性能的稀土雜化發(fā)光材料。含有銪離子的雜化材料在受到紫外光激發(fā)時能發(fā)射紅光，含有鋱離子的雜化材料在受到紫外光激發(fā)時能發(fā)射綠光。通過對所制備的發(fā)光材料的研究證實，在材料內(nèi)部稀土離子與有機基團之間發(fā)生了配位，在受到激發(fā)的時候，在它們之間發(fā)生

4、了有效的能量傳遞，從而導(dǎo)致了稀土離子的發(fā)光。 在制備工藝方面，本文對傳統(tǒng)的溶膠凝膠法加以改進，通過對溶膠過程的控制來達到影響材料最終形貌的目的，最后不經(jīng)研磨得到了具有微米尺寸的稀土雜化發(fā)光材料顆粒。該工藝主要建立在對溶膠過程中的膠團形成和有機硅聚合程度的控制上。實驗結(jié)果證實，在無機離子和配體之間存在的配位作用對這些無定形材料體系內(nèi)部各組分的排布情況存在著較大影響。雖然所有的雜化材料仍然為無定形態(tài)，各組分之間確實存在著一定程度的有