稀土配合物及其摻雜、包覆材料的制備和發(fā)光性能研究.pdf

1、本文合成了多種稀土配合物，同時成功制備了以其中某些配合物為核SiO2為殼的光熱穩(wěn)定性更好的包覆材料。運用紅外光譜(FT-IR)、X射線衍射(XRD)、差熱-熱重測試(TG-DTA)、紫外吸收光譜(UV-Vis)、熒光光譜(PL)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和能譜(EDS)等多種測試手段對所制樣品的組成、結(jié)構(gòu)和光熱性能進(jìn)行表征分析。研究了配體對稀土配合物熒光性能的影響，并對多核配合物中的惰性稀土離子敏化作用機理進(jìn)行

2、了一定的探索。其內(nèi)容主要如下： 1.采用沉淀法合成了三種芳香羧酸配合物：Eu(BA)3、Eu2(p-Phth)3和EuTMA。紫外吸收光譜(UV-Vis)和熒光光譜(PL)表明配合物發(fā)光源于配體的“天線效應(yīng)”通過實驗結(jié)果和理論分析，得出配體三重態(tài)能級與稀土離子激發(fā)態(tài)能級的匹配是中心離子發(fā)光強弱的主要因素。 2.采用沉淀法合成了三個系列的摻雜配合物：(Eu1-xLax)2(p-Phth)3、(Eu1-xGdx)2(p-Ph

3、th)3和(Eu1-xYx)2(p-Phth)3，通過元素分析、IR、XRD的測試確定了配合物的組成和結(jié)構(gòu)。PL數(shù)據(jù)表明這些惰性稀土離子均對Eu3+離子產(chǎn)生熒光增強作用，增強效果順序為：Y3+>Gd3+>La3+。由于摻雜離子的能級高于配體的三重態(tài)的能級，因此與摻雜離子相連的配體吸收的能量不能傳遞給摻雜離子，而只能通過配體的橋聯(lián)結(jié)構(gòu)傳遞給與同一配體相連的中心離子；另一方面，發(fā)光和猝滅在發(fā)光過程中是兩個互相對立、互相競爭的過程，加入惰性離

4、子能稀釋Eu3+濃度從而防止其猝滅。因此，在稀土配合物中摻雜適量(90％～95％)的惰性稀土離子，既可提高其發(fā)光強度又能顯著降低其成本。 3以H2(p-Phth)為第一配體，phen和Bipy為第二配體合成了兩種含銪的三元配合物，運用元素分析、IR、SEM、UV-Vis、PL和TG-DTA等方法對配合物的組成、形貌和光熱性能作了系統(tǒng)表征，全面分析了第二配體的“協(xié)同效應(yīng)”第二配體取代部分水分子，同時增大了配合物體系的共軛平面、提高

5、了剛性結(jié)構(gòu)程度，從而促進(jìn)能量吸收和降低能量損失。配體phen和Bipy不僅能有效向Eu3+離子傳輸能量，而且可成為第一配體向Eu3+離子傳輸能量的良好通道，從而提高其發(fā)光強度。 4 以TEOS為Si源，NH3·H2O為催化劑制得了以稀土配合物Eu2(p-Phth)3及Tb2(p-Phth)3為核，SiO2為殼的包覆材料。研究表明：SiO2的包覆能減少配合物表面的能量損失，促進(jìn)配體向中心離子的能量轉(zhuǎn)移，提高了稀土離子的躍遷幾率和輻