鋱三元配合物及綠色熒光高分子的合成與性能研究.pdf

1、稀土元素因其電子結(jié)構(gòu)的特殊性而具有光、電、磁等特性，通過稀土離子與配體的相互作用，可以在很大程度上改變和增強這些特性，因而開展稀土配合物的研究有助于設(shè)計合成具有特殊性能的新材料。 熒光防偽油墨是在紫外光照射下能發(fā)出可見光的特種油墨，可用于印制各種防偽商標(biāo)、有價證券、光特征識別系統(tǒng)、條形碼標(biāo)簽、郵政及人民幣的隱形標(biāo)記。稀土熒光配合物具有較好的發(fā)光性能和相容性能，將其應(yīng)用于油墨樹脂可望制備出性能優(yōu)良的防偽材料。本論文的研究工作包括：

2、1、通過篩選配體、優(yōu)化反應(yīng)條件，合成了16種以Tb3+為中心離子，苯甲酸、水楊酸、對羥基苯甲酸、對甲基苯甲酸、大茴香酸、間氯苯甲酸、對氨基苯甲酸、磺基水楊酸為第一配體，丙烯腈、十一烯酸為第二配體的鋱三元熒光配合物。通過紅外光譜分析、紫外光譜分析、元素分析、EDTA配位滴定分析和電導(dǎo)率測定等方法表征了鋱三元熒光配合物的分子結(jié)構(gòu)和組成。采用熱分析儀研究了它們的熱穩(wěn)定性能，其熱穩(wěn)定性順序為：Tb(SSA)(UA)·3H2O＜Tb(BA)2(U

3、A)·3H2O＜Tb(MCBA)3(UA)2·3H2O＜Tb(MBA)2(UA)·3H2O＜Tb(PHBA)2(UA)·3H2O＜Tb(PABA)2(UA)·3H2O＜Tb(SA)2(UA)·3H2O＜Tb(PMBA)2(UA)·3H2O。通過熒光光譜分析，研究了它們的發(fā)光性能，由發(fā)射光譜可以看出所有鋱三元配合物的熒光發(fā)射光譜相似，均發(fā)出了鋱離子的5D4-7F5、5D4-7F6、5D4-7F4(很弱)特征光，熒光表現(xiàn)為綠色。在鋱-芳香羧

4、酸-丙烯腈三元配合物中，各芳香羧酸向鋱離子傳遞光能的能力為：大茴香酸＞對甲基苯甲酸＞間氯苯甲酸＞磺基水楊酸＞苯甲酸＞對羥基苯甲酸＞水楊酸＞對氨基苯甲酸。在鋱-芳香羧酸-十一烯酸三元配合物中，各芳香羧酸向鋱離子傳遞光能的能力為：對甲基苯甲酸＞磺基水楊酸＞大茴香酸＞對氨基苯甲酸＞苯甲酸＞水楊酸＞對羥基苯甲酸＞間氯苯甲酸。本文對產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因進行了初步的理論探討。在合成的所有鋱三元熒光配合物中，Tb(MBA)2(UA)·3H2O的熒光和熱

5、穩(wěn)定綜合性能為最好。 2、以合成的鋱三元熒光配合物為原料，采用鍵合法制備了16種綠色熒光高分子，采用摻雜法制備了16種綠色熒光油墨樹脂。通過熒光光譜分析研究它們的發(fā)光性能。結(jié)果表明，所有熒光高分子和熒光油墨樹脂的發(fā)光特性與鋱三元熒光配合物的發(fā)光特性相似，均發(fā)出了鋱離子的特征光，熒光表現(xiàn)為綠色。 3、采用散點圖和列表法研究了綠色熒光高分子配合物的熒光強度與鋱三元熒光配合物含量之間的關(guān)系。結(jié)果表明，綠色熒光高分子的熒光強度與

6、鋱三元熒光配合物含量間不成線性關(guān)系。熒光強度隨鋱熒光配合物含量的增加而發(fā)生淬滅的綠色熒光高分子化合物有：Tb2(SSA)3(AN)4-PBMA、Tb(PMBA)3(AN)2-PBMA、Tb(PABA)3(AN)2-PBMA、Tb(MBA)3(AN)2-PBMA、Tb(MCBA)3(AN)2-PBMA、Tb(PHBA)3(AN)2-PBMA、Tb(SA)3(AN)2-PS、Tb(MBA)3(AN)2-PS、Tb(PABA)3(AN)2-P

7、S、Tb(PMBA)3(AN)2-PS、Tb(PHBA)3(AN)2-PS。熒光強度隨鋱配合物含量的增加而增加的綠色熒光高分子化合物有：Tb2(SSA)3(AN)4-PS、Tb(BA)3(AN)2-PS、Tb(MCBA)3(AN)2-PS、Tb(SA)3(AN)2-PBMA、Tb(BA)3(AN)2-PBMA。而采用相同摻雜濃度的同種鋱三元熒光配合物，所制備的鋱聚甲基丙烯酸正丁酯油墨樹脂的熒光性能比鋱聚丙烯酸乙酯油墨樹脂的熒光性能要好。

8、熒光強度隨鋱配合物摻雜量的增加而發(fā)生淬滅現(xiàn)象的綠色熒光油墨樹脂有：Tb(PMBA)2(UA)-PBMA、Tb(SSA)(UA)-PBMA、Tb(BA)2(UA)-PBMA、Tb(MCBA)2(UA)-PBMA、Tb(MBA)2(UA)-PBMA、Tb(SSA)(UA)-PEA、Tb(PHBA)2(UA)-PEA。熒光強度隨鋱配合物摻雜量的增加而增加的綠色熒光油墨樹脂有：Tb(PABA)2(UA)-PBMA、Tb(PHBA)2(UA)-P