新型稀土釹有機(jī)配合物溶液的制備及其熒光性能的研究.pdf

1、稀土元素由于它們電子層結(jié)構(gòu)的特殊性使其具有豐富的能級(jí)躍遷,可發(fā)射從紫外到紅外的光譜而且其物理性能穩(wěn)定。稀土釹在近紅外區(qū)1060nm處有很強(qiáng)的熒光發(fā)射,因而摻釹的固體發(fā)光材料已經(jīng)成為最具有競(jìng)爭(zhēng)力的激光材料,如Nd3+:YAG、Nd3+:Glass等。
　　 本論文首先分析了稀土有機(jī)配合物體系中稀土離子的發(fā)光機(jī)理、稀土有機(jī)配合物溶液熒光效率低、壽命短的因?yàn)?然后在此基礎(chǔ)上提出了提高稀土離子有機(jī)體系量子效率的基本思路。并依據(jù)此思路合成

2、了三種新型的稀土釹有機(jī)配合物,分別是三五氟丙酸合釹一2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(簡(jiǎn)稱(chēng)PBNd),三七氟丁酸合釹一2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(簡(jiǎn)稱(chēng)HBNd),一五氟苯甲酸二五氟丙酸合釹一2-氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶(簡(jiǎn)稱(chēng)PPBNd)。通過(guò)核磁共振H譜和C譜、紫外分析、紅外分析、熱重分析(TG—DSC)等多種表征方式對(duì)配合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,驗(yàn)證了配體成功的絡(luò)合到稀土Nd(Ⅲ)離子上。將它們?nèi)芙庠陔讈嗧?DMSO-d

3、6)中,在熒光光譜儀FLS-920上分別測(cè)了配合物溶液的激發(fā)光譜和熒光光譜。從熒光譜圖中看到,稀土釹離子在近紅外1060nm處有很強(qiáng)的尖銳的發(fā)射峰,證實(shí)了配體起到很好的保護(hù)作用,并且加強(qiáng)釹離子的4F3/2→4I11/2躍遷。本文還合成了前人研究的三五氟丙酸合釹一1,10-菲羅啉(簡(jiǎn)稱(chēng)PFNd)作比較,結(jié)果表明其熒光強(qiáng)度明顯低于三種新型配合物的熒光強(qiáng)度。最后用飛秒激光器作為激發(fā)源,檢測(cè)了新型配合物的熒光壽命,其中PBNd的熒光壽命高達(dá)到1

4、2μs,應(yīng)用Judd-Ofelt理論估算了其量子效率,約為1.73％,與前人研究結(jié)果相比,熒光壽命和量子效率都有顯著提高,充分證明:合適配體的選擇有助于抑制無(wú)輻射躍遷,有效提高量子效率。
　　 本論文在充分理解有機(jī)體系中釹離子發(fā)光機(jī)理的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造性地合成了三種新型的雙配體稀土釹有機(jī)配合物,通過(guò)多種表征手段分析了它們的結(jié)構(gòu)和光譜性質(zhì)。結(jié)果表明,所選配體有助于提高釹離子在有機(jī)體系中的熒光量子效率。本文研究結(jié)果對(duì)摻釹離子有機(jī)液體發(fā)光