基于邻菲咯啉的反应型三元铕配合物的合成与荧光性质

以二苯甲酰甲烷(HDBM)为第一配体,5-丙烯酰胺基-1,10-菲咯啉(Aphen)为活性第二配体,制备了新的反应型三元铕配合物Eu(DBM)₃Aphen。通过元素分析、红外光谱和热分析对配合物进行了组成确定,采用紫外光谱、荧光光谱、荧光寿命和荧光量子产量研究了配合物的光物理性能。结果表明,在紫外光激发下,配合物Eu(DBM)₃Aphen能发射Eu3+的特征荧光,其荧光发射强度、单色性、荧光寿命和荧光量子产率等均显著高于文献报道的丙烯酸配合物Eu(DBM)₂AA的相应数值,表明配合物Eu(DBM)₃Aphen不仅可作为潜在的红色发光材料,还可作为反应型的配合物,为制备具有优异发光性能的稀土聚合物提供了一条新的途径。     

Ca9R(VO4)7 : Eu3+ 发光粉的发光特性

采用高温固相法制备了Eu³⁺离子激活的Ca₉R(VO₄)₇(R = Y, La, Gd)红色发光粉,并利用荧光光谱对发光粉的特性进行研究。激发光谱中,Ca₉Y(VO₄)₇ : Eu³⁺ , Ca₉La(VO₄)₇ : Eu³⁺和Ca₉Gd(VO₄)₇ : Eu³⁺都有两个宽的VO^3-₄激发带和Eu³⁺的特征激发峰。发射光谱中,在Ca₉Y(VO₄)₇ : Eu³⁺ 和Ca₉La(VO₄)₇ : Eu³⁺中的350~550 nm范围内出现VO^3-₄的发射带,而在Ca₉Gd(VO₄)₇ : Eu³⁺中却没有观察到VO^3-₄的发射。在这三种发光粉中,Ca₉Gd(VO₄)₇ : Eu³⁺的发光强度远远高于其它两种,这是由于Gd³⁺的存在有效地使能量通过Gd³⁺ →VO^3-₄ → Eu³⁺及Gd³⁺ → Eu³⁺的两种方式进行能量传递,从而提高了Eu³⁺发光效率。     

三价铕荧光络合物与聚乙烯吡咯烷酮复合物研究

为研究稀土荧光络合物与高分子形成的复合物的结构与发光性能间的关系,利用α-噻吩甲酰三氟丙酮（TTA）和三苯基氧化膦（TPPO）与氯化铕（EuCl₃）分别制备了Eu(TTA)₃·2H₂O和Eu(TTA)₃·(TPPO)₂络合物,及其与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的复合物。采用荧光光谱,红外光谱和透射电镜等方法对复合物进行了表征。荧光光谱测定结果表明Eu(TTA)₃·2H₂O与PVP K30结构单元摩尔比为1∶35的PVP/Eu(TTA)₃·2H₂O复合物的612　nm发射峰的荧光强度较Eu(TTA)₃·2H₂O络合物有显著提高。红外光谱研究表明络合物的Eu3+与PVP分子的羰基之间存在着明显的配位作用,并且存在多种配位方式。透射电镜观察结果表明复合物具有微相分离结构,其中的稀土络合物为无定形结构,这进一步表明PVP与络合物分子间存在相互作用。     

不同主体材料对红色磷光OLED器件性能的影响

制作了结构为ITO/2T-NATA (20 nm)/NPB(60 nm)/Zn(BTZ)₂ : Ir(DBQ)₂(acac) (80 nm)/Alq₃(70 nm)/LiF(1 nm)/Al(200 nm)的红光器件,其中2T-NATA是4,4',4″-tris(N-(2-naphthyl)-N-phenyl-amino)-triphenylamine,NPB是N,N'-di(naphthalen-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine, Zn(BTZ)₂是Bis-(2-(2-hydroxyphenyl) benzothiazole)zinc,Ir(DBQ)₂(acac)是iridium complex,Alq₃ 是tris(8-hydroxyquinolato)aluminum。基于Ir(DBQ)₂(acac) 掺杂的Zn(BTZ)₂体系的器件给出最高电致发光(EL)性能。结果显示:10％Ir(DBQ)₂-(acac) 掺杂Zn(BTZ)₂器件的亮度和效率分别为25 000 cd/m²和12 cd/A,其相应的EL峰位于620 nm,色坐标(x=0.63,y=0.37)。由于未使用激子阻挡层,所以,比通常磷光器件的制作工艺简单并且操作过程容易控制。     

Tm3+在二苯甲酰基甲基亚砜配合物体系中对Dy3+的荧光增强效应

合成了六种高氯酸掺杂稀土(Dy³⁺,Tm³⁺)与二苯甲酰基甲基亚砜的配合物。经元素分析、稀土络合滴 定、摩尔电导率及差热-热重分析,表明配合物组成为 (Dy_x,Tm_y)L₅(ClO₄)₃·3H₂O(x : y=1.000 : 0.000,0.995 : 0.005,0.990 : 0.010,0.950 : 0.050,0.900 : 0.100,0.800 : 0.200;L=C₆H₅COCH₂SOCH₂COC₆H₅)。并详细讨论了六种稀土配合物的荧光光谱。从配合物的荧光光谱图可以看出,Tm³⁺对Dy³⁺的荧光有增强效应。这可能 是因为在惰性稀土离子Tm³⁺与活性稀土离子Dy³⁺之间有能量的传递。而且当Dy³⁺与Tm³⁺的量比为0.950 : 0.050时,掺杂配合物表现出最佳的发光性质。另外,Tm³⁺对577.4 nm处⁴F_9/2→⁶H_13/2 峰的荧光敏化作用的程度高于对487 nm处⁴F_9/2→⁶H_15/2 峰的荧光敏化作用。⁴F_9/2→⁶H_15/2 峰的荧光强度增强了212％,而⁴F_9/2→⁶H_13/2峰的荧光强度增强了264％。所以,Dy³⁺离子的两个特征峰的发射强度比趋近于1,为1.078,使得配合物在紫外灯下发白色荧光。有可能成为一类发白色荧光的发光材料。     

Eu3+配合物掺杂聚合物的制备与光谱性能研究

以噻吩甲酰三氟丙酮(2-thenoyltrifluoroacetone , TTFA), 六氟乙酰丙酮(hexafluoro- acetylacetone, HFA)和甲基联苯甲酰(dibenzoylmethide, DBM) 分别为配体合成了Eu3+的三种β-二酮类配合物Eu(TTFA)3、Eu(HFA)3和 Eu(DBM)3,以及掺杂这三种配合物的聚合物（聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA）,并用分光光度计对它们的荧光光谱特性进行了分析研究.结果表明,三种配合物中Eu(TTFA)3荧光强度最强,并分析了其原因,发现能级匹配、配体取代基、配体结构对称性等均对配合物发光效率有重要的影响.通过比对,证明了TTFA是Eu3+发红色荧光的优良配体.进一步研究还发现,Eu(TTFA)3掺杂PMMA中稀土离子的荧光强度和荧光寿命均随掺杂浓度（质量分数为0.08～0.5）的增加而增大.     

四取代4-异丙苯基苯氧基酞菁铅复合凝胶玻璃的结构及光限幅性能研究

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)湿化学工艺将四取代4-异丙苯基苯氧基酞菁铅PbPc(CP)₄掺入二氧化硅(SiO₂)凝胶玻璃基质,制备均匀掺杂的PbPc(CP)₄复合凝胶玻璃,并通过紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和透射电镜(TEM)图像对PbPc(CP)₄在复合凝胶玻璃中的存在状态及结构进行了表征。对PbPc(CP)₄在液相体系和固相体系中的光限幅性能分别进行了测试及对比研究。结果表明PbPc(CP)₄以团簇形式存在于复合凝胶玻璃中,并由于钢性结构固相基质的保护作用使其在复合凝胶玻璃相对于液相体系中表现出较强的光限幅特性。     

丙烯腈单体自由基反应及光谱分析的研究

采用密度泛函理论对以偶氮二异丁腈为引发剂形成的丙烯腈单体自由基(CH₃)₂(CN)C—CH₂—(CN)CH的终止方式反应机理进行研究。先用B3LYP/6-31G(d)基组对反应物、偶合中间体、过渡态、歧化产物的几何构型进行优化,并计算了各物种经过零点能校正后的总能量,红外频率和电子结构,同时对过渡态结构进行了验证。研究结果表明,反应物先通过自由基的偶合终止方式形成偶合中间体a,再由此经过氢迁移、裂解等机理得到歧化终止产物P[p₁(CH₃)₂(CN)CCHCHCN+p₂(CH₃)₂(CN)C—CH₂—CH₂CN]。双自由基发生偶合和歧化终止反应分别形成偶合中间体a和歧化终止产物P均为放热反应,且偶合产物有着更低的能量。反应过程的速控步骤a→TS→P在常温下的速率常数表示为k(298.15 K)=2.71×10-59。歧化终止反应随着反应温度的升高易于进行,歧化产物所占的比例也增加。通过对反应过程各物种红外谱图的分析,说明自由基在整个终止反应的化学变化,同时分析了HOMO-LUMO电子密度分布的信息,验证丙烯腈双自由基偶合终止方式和各物种结构的准确性。     

稀土掺杂长余辉发光玻璃的研究

分别采用空气气氛和还原气氛,制备了稀土Eu₂O₃,Dy₂O₃掺杂的铝硅酸盐玻璃,利用荧光光谱仪对样品进行了测试。结果表明：空气气氛条件下制备的铝硅酸盐玻璃样品均不具备长余辉发光性能, 其激发光谱和发光光谱均是Eu3+的5D_i(i=0, 1)→7F_j(j=0～4)跃迁的典型光谱。经还原气氛处理后,单掺和双掺的铝硅酸盐玻璃样品均具有长余辉发光现象,单掺Eu2+的发光峰位于462 nm,而双掺Eu2+和Dy3+的发光峰位于457 nm,且双掺Eu2+和Dy3+的样品陷阱能级较深,样品的发光持续时间长达12 h以上。     

基于PVK的高色纯度高稳定性有机电致红光器件

利用旋涂法和真空蒸镀法相结合的方法,根据能量空间传递的原理制备了PVK ∶ Ir(piq)₂(acac)体系的红色有机电致发光显示器件。器件的结构为ITO/CuPc/PVK ∶ Ir(piq)₂(acac)/BCP/Alq₃/LiF/Al。研究了不同主客体掺杂比对器件发光性能的影响,得到了高色纯度、单色性较好的红光器件。当Ir(piq)₂(acac)掺杂的质量比为1 ∶ 0.08时,器件的综合性能达到最佳,发光峰位于625 nm,CIE坐标为(x=0.66,y=0.33)。通过对各层厚度的合理选择,形成相对优化的微腔结构,充分利用其对光谱的窄化效应,使得器件的EL光谱的发射半峰全宽仅为55 nm,提高了器件的发光性能。器件光谱具有很好的单色性,色纯度达到98.2%。     

红色荧光联苯四甲酸碱式稀土配合物的合成及发光性能

以3,3',4,4'-联苯四甲酸二酐(BPDA)为配体原料合成了两种碱式铕和铽配合物,通过元素分析、红外光谱和热重分析等测试技术表征了配合物的结构组成,用紫外光谱和荧光光谱研究了配合物的发光性能。结果表明:两种配合物的组成分别为Tb₅L₃(OH)₃·8H₂O和Eu₅L₃(OH)₃·10H₂O(L=BPDA),稀土铕(Ⅲ)和铽(Ⅲ)与羧酸根的配位方式主要以桥式配位为主,兼有少量螯合配位。这些配合物的热稳定性能良好。铽配合物和铕配合物均呈现红色荧光,铽配合物归属于⁵D₄→⁷F₃跃迁(613 nm)的荧光寿命为491.11 μs,归属于⁵D₄→⁷F₅ 跃迁(544 nm) 的荧光寿命为27.9 μs;铕配合物归属于⁵D₀→⁷F₂ 跃迁 (613 nm) 的荧光寿命为329.5 μs,荧光量子产率为13.05%。     

稀土配合物Eu(DBM)_3 phen/聚丙烯复合薄膜的光学性质

制备了Eu(DBM)3phen掺杂的聚丙烯(PP)薄膜复合材料。利用发光光谱技术,分别展示了Eu(DBM)3phen和Eu(DBM)3phen/PP薄膜的稳态光致发光光谱,比较了这两种材料的发光寿命。与纯的Eu(DBM)3phen相比,该复合材料的发光稳定性有较大的提高;观察到了折射率边界对Eu3+自发辐射速率的影响。     

Eu(DBM)_3Phen掺杂聚甲基丙烯酸甲酯静电纺丝荧光纤维

通过静电纺丝技术获得直径约为700 nm,均匀且随机取向的亚微米级Eu(DBM)3Phen/PMMA纤维。在紫外光辐射下,亚微米级荧光纤维发出明亮的红色荧光。其激发光谱表明,荧光纤维有效激发波长范围为200~400 nm。利用积分球配以CCD探测器,在367 nm长波紫外LED激发下对荧光纤维开展绝对光谱功率测试。当LED泵浦功率为535.76#W时,厚度80#m的Eu(DBM)3Phen/PMMA纤维薄层对紫外辐射的吸收率高达89%,350~850 nm范围内发射的总绝对光谱功率、总光子数和总荧光量子产率分别为36.56#W、11.46×10~(13)cps和12.94%。亚微米级Eu(DBM)_3Phen/PMMA纤维薄层中,Eu~(3+)较高的跃迁发射几率及较大的发射截面使得纤维可以高效吸收紫外辐射并转变为可见光,在提高太阳能电池光电转换效率方面具有潜在应用价值。     

萘甲酸功能化的聚苯乙烯与Eu(Ⅲ)离子所形成的高分子-稀土配合物的荧光发射特性

通过大分子反应将萘甲酸(NA)键合在聚苯乙烯(PS)侧链, 制得萘甲酸功能化的聚苯乙烯PSNA。 以PSNA为大分子配基, 以邻菲罗啉(Phen)为小分子配体, 与Eu(Ⅲ)离子配位, 分别制备了高分子-稀土二元发光配合物PS-(NA)₃-Eu(Ⅲ)与高分子-稀土三元发光配合物PS-(NA)₃-Eu(Ⅲ)-Phen。 采用红外光谱(FTIR)和紫外吸收光(UV)谱对配合物进行了表征, 深入研究了配合物的化学结构与发光性能的关系, 并应用Antenna效应理论, 从微观机理上进行了深入分析。 制备了配合物的固体薄膜, 考察了固体薄膜的荧光发射性能。 研究结果表明, 大分子配基PSNA与Eu(Ⅲ)离子所形成的二元或三元高分子-稀土配合物, 均能发射出很强的Eu(Ⅲ)离子的特征荧光, 即键合在PSNA侧链的配基NA能有效地敏化Eu(Ⅲ)离子的荧光发射。 大分子侧链的萘甲酸配基比苯甲酸配基对Eu(Ⅲ)离子荧光发射具有更强的敏化作用。 第二配体的协同配位效应导致三元配合物的荧光发射强度高于二元配合物。     

新型Eu~(3+)、Tb~(3+)掺杂配合物的合成与荧光性能研究

合成了稀土(Eu3+和Tb3+)与二苯甲酰甲烷(DBM)、2,2′-联吡啶(Dipy)的一系列稀土配合物EuxTb1-x(DBM)3Dipy。元素分析和红外分析确定了配合物的组成,荧光光谱研究了荧光性质。铽掺入配合物后,铽能极大地增强铕的特征荧光,铽对铕配合物的发光有协同作用。在该系列配合物中,不仅有机配体可以将吸收的能量传递给发光的铕离子使其发光,而且铽离子也可将其吸收的能量通过分子内能量传递给铕离子。     

第二配体对Sm(DBM)3掺杂的PMMA样品发光的影响

分别使用phen（1,10-邻菲咯啉）、TOPO（三正辛基氧化磷）、TPPO（三苯基氧化磷）作为第二配体与Sm（DBM）3（DBM：二苯甲酰甲烷）相互作用,合成了相应的配合物,然后分别将其掺入MMA中,进行聚合得到了固体样品。测量了不同第二配体样品及无第二配体样品的激发和发射光谱,对谱峰做了指认。发射谱中主要发射峰均为Sm^3＋的特征发射,有机配体的发光带很弱,说明从有机配体到稀土发光中心的能量传递非常有效。监测Sm^3＋离子644nm发射峰（^4G5/2→^6H9/2）测量了样品的激发光谱。结果显示,第二配体的加入改变了有机配体的能级结构,激发边出现明显的移动,同时紫外区的激发效率发生了变化,对发光产生了显著的影响。还测量了上述样品中Sm^3＋的^4G5/2能级的发光衰减曲线,拟合出该能级的跃迁寿命,针对不同第二配体的情况进行了比较分析。实验结果表明,第二配体的共轭性和化学键匹配对发光强度影响很大,在我们的结果中,第二配体为TPPO时发光效率最高。     

沉积法自组装三维有序的Eu(DBM)3Phen/SiO2胶体球

采用修饰的St ber法合成了300 nm的Eu(DBM)3Phen/SiO2胶体杂化球,并通过沉积法将这种胶体杂化球组装成厚度为5 mm,面积为12 cm2的三维有序结构。通过扫描电子显微镜观察发现这些胶体球在垂直于烧杯底面的所有层面中都显示了立方密堆积的结构。元素分析进一步证实了荧光分子被包埋在SiO2胶体球中。在355 nm的激发下,这种三维有序结构具有铕离子的特征发射。