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(guò)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(qiáng)這些特性，因而開(kāi)展稀土配合物的研究有助于設(shè)計(jì)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(jiàn)光的特種油墨，可用于印制各種防偽商標(biāo)、有價(jià)證券、光特征識(shí)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(shù)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(guò)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(duì)羥基苯甲酸、對(duì)甲基苯甲酸、大茴香酸、間氯苯甲酸、對(duì)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(guò)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(cè)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?yàn)椋篢b(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(guò)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(duì)甲基苯甲酸＞間氯苯甲酸＞磺基水楊酸＞苯甲酸＞對(duì)羥基苯甲酸＞水楊酸＞對(duì)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(duì)甲基苯甲酸＞磺基水楊酸＞大茴香酸＞對(duì)氨基苯甲酸＞苯甲酸＞水楊酸＞對(duì)羥基苯甲酸＞間氯苯甲酸。本文對(duì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因進(jìn)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(shù)脂。通過(guò)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(shù)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(diǎn)圖和列表法研究了綠色熒光高分子配合物的熒光強(qiáng)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(qiáng)度與

6、鋱三元熒光配合物含量間不成線性關(guān)系。熒光強(qiáng)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(qiáng)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(shù)脂的熒光性能比鋱聚丙烯酸乙酯油墨樹(shù)脂的熒光性能要好。

8、熒光強(qiáng)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(shù)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(qiáng)度隨鋱配合物摻雜量的增加而增加的綠色熒光油墨樹(shù)脂有：Tb(PABA)2(UA)-PBMA、Tb(PHBA)2(UA)-P