新型喹啉-酰胺型配體稀土配合物及其雜化發(fā)光材料的研究.pdf

1、被譽(yù)為新材料寶庫的稀土元素因其特殊的電子層結(jié)構(gòu)和成鍵特征，使得稀土化合物表現(xiàn)出獨(dú)特的化學(xué)及物理性質(zhì)，在光、電、磁等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。稀土元素以其發(fā)射譜帶窄、色純度高、熒光壽命長、量子產(chǎn)率高，以及溫度、濃度淬滅小等特點(diǎn)，在發(fā)光材料中獨(dú)樹一幟。稀土發(fā)光配合物不但具有無機(jī)物穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，而且擁有有機(jī)物量子產(chǎn)率高的特點(diǎn)，還可以進(jìn)一步通過分子設(shè)計(jì)及分子自組裝實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的調(diào)控及性能的復(fù)合，備受科研工作者的關(guān)注。在課題組已有工作基礎(chǔ)上，以2-甲基-8

2、-羥基喹啉為原料，設(shè)計(jì)合成了一系列喹啉-酰胺型配體及其稀土配合物，在結(jié)構(gòu)表征的基礎(chǔ)上，對銪配合物的熒光性質(zhì)進(jìn)行了研究，并以熒光信號為表達(dá)，在溶液中測定了銪配合物對陰離子的選擇性識別；同時(shí)以介孔材料MCM-41和SBA-15為基質(zhì)，以其孔道為“微反應(yīng)器”，成功的將此類配體以共價(jià)鍵的形式接枝于基質(zhì)孔道中，制備出相應(yīng)的稀土配合物雜化材料，X-射線粉末衍射、N2吸附和透射電鏡均表明，配合物分子的引入并未破壞介孔材料自身的結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，我們探

3、討了基質(zhì)對配合物分子光物理性質(zhì)的影響。
　　 本論文共分為四部分：
　　 第一章：簡要概述了稀土發(fā)光配合物及其有機(jī)-無機(jī)雜化發(fā)光材料的研究進(jìn)展；
　　 第二章：以2-甲基-8-羥基喹啉為骨架，設(shè)計(jì)、合成出兩類共十二種配體(L1-12)，并進(jìn)一步合成了其稀土硝酸鹽、苦味酸鹽共24個(gè)系列144個(gè)配合物。通過元素分析、摩爾電導(dǎo)、紅外光譜和X-射線單晶結(jié)構(gòu)分析等手段對配合物的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究結(jié)果表明，配體均以類

4、環(huán)狀配位構(gòu)型與中心金屬離子螯合配位，陰離子對配合物的結(jié)構(gòu)沒有明顯影響。
　　 第三章：對L1-12的銪配合物進(jìn)行了熒光性質(zhì)研究，結(jié)果表明，該類型配體對銪離子具有良好的敏化作用；同時(shí)考察了配體末端基、抗衡陰離子以及溶液中溶劑分子對中心銪離子發(fā)光行為的影響；考慮到配體配位點(diǎn)不飽和，配合物中銪離子易受抗衡陰離子影響的特點(diǎn)，研究了在溶液中該類型配體銪配合物對陰離子的熒光響應(yīng)識別實(shí)驗(yàn)。
　　 第四章：以介孔材料MCM-41和SBA

5、-15為基質(zhì)，將設(shè)計(jì)、合成的含醛基的喹啉-酰胺型前驅(qū)化合物以形成Schiff堿鍵的形式共價(jià)接枝于MCM-41和SBA-15介孔材料的孔道中，并進(jìn)一步與稀土離子反應(yīng)，組裝出新型介孔稀土配合物雜化材料。用元素分析、紅外光譜、X-射線粉末衍射、氮?dú)?N2)吸附和電鏡掃描等手段對雜化材料的組裝和微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征；在此基礎(chǔ)上，對雜化材料的熒光光譜、量子產(chǎn)率、熒光壽命和光穩(wěn)定性等進(jìn)行了研究，并探討了基質(zhì)微環(huán)境與配合物分子之間的相互作用對稀土離子發(fā)光

6、行為的影響。
　　 本論文涉及的配體如下：L1：8-(2-(1’，3'-二氧代-2'-環(huán)戊基)喹啉)-氧代-N-苯基乙酰胺L2：8-(2-(1’，3'-二氧代-2'-環(huán)戊基)喹啉)-氧代-N-芐基乙酰胺L3：8-(2-(1’，3'-二氧代-2'-環(huán)戊基)喹啉)-氧代-N,N-二苯基乙酰胺L4：8-(2-(1’，3'-二氧代-2'-環(huán)戊基)喹啉)-氧代-N,N-二異丙基乙酰胺L5：8-(2-(1’，3'-二氧代-2'-環(huán)戊基)喹啉

7、)-氧代-N-乙酰六氫吡啶L6：8-(2-(1’，3'-二氧代-2'-環(huán)戊基)喹啉)-氧代-N-乙酰嗎啉L7：8-(2-(1’，3'-二氧代-4’甲基-2'-環(huán)戊基)喹啉)-氧代-N-苯基乙酰胺L8：8-(2-(1’，3'-二氧代-4’甲基-2'-環(huán)戊基)喹啉)-氧代-N-芐基乙酰胺L9：8-(2-(1’，3'-二氧代-4’甲基-2'-環(huán)戊基)喹啉)-氧代-N,N-二苯基乙酰胺L10：8-(2-(1’，3’-二氧代-4’甲基-2'-環(huán)戊