基于对氨基苯甲酸和邻菲罗啉构筑的铕(Ⅲ)配合物的荧光传感

利用水热法合成了一种新的配合物,[Eu(PABA)₃(phen)(H₂O)]·2H₂O(1)(PABA= 对氨基苯甲酸根,phen=1,10-邻菲罗啉)。该配合物为单核分子,中心离子Eu3+的配位数9,环境为{EuO₇N₂},形成了一种扭曲的单帽四方反棱柱多面体。该配合物通过氢键进一步构筑成为三维超分子结构。配合物1在紫外灯下显现为亮红色,其荧光光谱在595和618 nm处出现了2条尖锐的发射峰,分别对应于Eu3+的5D₀→7F₁和5D₀→7F₂跃迁。研究了水溶液中不同阴离子、阳离子以及溶剂对配合物1荧光的影响,实验结果表明不同阴离子、阳离子和溶剂对该配合物的荧光强度有不同程度的影响,在各自实验条件下,F-,Pb2+和硝基苯对该配合物有显著的荧光猝灭效应。基于荧光猝灭机理,该配合物可作为F-,Pb2+和硝基苯的荧光探针。     

均苯三甲酸铕掺杂配合物的合成及其荧光性能

合成了两个系列的均苯三甲酸铕配合物。其一是以均苯三甲酸(H3btc)为配体,Eu3+及掺杂过渡金属Zn2+、Cd2+、Mn2+、N i2+为中心离子的配合物;其二是以均苯三甲酸、邻菲啰啉(Phen)为配体,Eu3+及掺杂Y3+、La3+、Gd3+为中心离子的异核稀土配合物。对配合物进行了元素分析、差热-热重、红外光谱、紫外光谱、荧光寿命及荧光性能等方面的测试分析。配合物的组成分别为:EuL.6H2O(1)、EuLL1.′5.2H2O(2)、Eu0.5Y0.5LL1.′5.3H2O(3)、Eu0.5La0.5LL1.′5.3H2O(4)、Eu0.5Gd0.5LL1.′5.3H2O(5)、EuZnLC l2(C2H5OH)2.2H2O(6)、EuCdLC l2-(C2H5OH)2.5.2H2O(7)、EuMnLC l2(C2H5OH)2.2H2O(8)、EuN iLC l2(C2H5OH)2.2H2O(9)(其中L=btc,L′=Phen)。均苯三甲酸的羧酸氧原子和邻菲啰啉的氮原子与稀土离子配位。差热-热重的测试结果表明,均苯三甲酸-邻菲啰啉异核稀土配合物的分解温度为490℃,铕掺杂过渡金属配合物分解温度为450℃,两类配合物的最终分解产物均为氧化物。荧光光谱的测试结果表明,三元配合物EuLL1.′5.2H2O(2)的荧光强度明显高于二元配合物EuL.2H2O(1);配合物(3)、(4)、(6)、(7)中,Y3+、La3+、Zn2+、Cd2+无未充满的d层或f层电子,对Eu3+的荧光有增强作用;配合物(5)中的Gd3+有4 f7半充满稳定电子层结构,对Eu3+的荧光也有增强作用。在配合物(8)和(9)中,Mn2+和N i2+的未充满d层电子消耗配体吸收的能量,对Eu3+的荧光有猝灭作用。     

配合物Zn3(NCS)6(L1)6(NO3)2及Ni3(NCS)6(L2)6(NO3)2的合成、光谱表征及荧光性质

以去离子水为溶剂,合成了以Zn2+及N12+为中心,以L1,L2[L1=4-氨基-3,5-二甲基-1,2,4-三唑,L2=4-氨基-1,2,4-三唑]及硫氰酸根为配体的两种配合物,对其进行了元素分析、金属离子络合滴定、摩尔电导测定,确定了配合物组成分别为Zn3(NCS)6(L1)6(NO3)2及Ni3(NCS)6(L2)6(NO3)2,同时对两种配合物做了红外光谱、紫外光谱及荧光光谱的测试表征.荧光光谱的测试表明两种配合物均在415 nm有一强的荧光发射峰,且镍配合物的荧光要明显强于锌配合物,两种配合物有望成为蓝光发光材料.     

2-(4-氯代苯甲酰基)苯甲酸配合物光致发光研究

以Eu3+,Tb3+为中心离子,2-(4-氯代苯甲酰基)苯甲酸(HCBBA)为第一配体,邻菲咯啉(Phen)、三苯基氧膦(TPPO)、二苯亚砜(DPSO)为第二配体,合成了多种铕铽的二元和三元配合物,并测试其荧光效能,以研究配体的加入对中心离子发光强度的影响。结果表明,合成的配合物均发出Eu(Ⅲ)和Tb(Ⅲ)的特征荧光,但相对强度明显不同。在铕与2-(4-氯代苯甲酰基)苯甲酸根(CBBA)形成的配合物体系中,Phen和DPSO显示了较强的敏化作用,且Phen敏化效果更强,而TPPO则对配合物荧光有猝灭作用。在Tb-CBBA体系中,DPSO表现出很强的敏化作用, Phen和TPPO却对配合物荧光起猝灭作用,且TPPO猝灭效果更强。经红外推测,羧酸根均以双齿桥式与Eu3+和Tb3+配位;在3 200～3 600 cm-1出现水的弱的羟基的伸缩振动吸收峰,表明配合物中含有结晶水。     

二氧六环参与配位的稀土配合物的制备和荧光性能研究

利用二氧六环(dioxane)小分子作为第二配体,吡哌酸(PPA)作为第一配体合成了稀土荧光配合物Eu(PPA)3dioxane和Tb(PPA)sdioxane.这种小分子直接参与配位形成稀土配合物的现象很少见到.所合成的配合物通过与单独使用吡哌酸作为配体的配合物Eu(PPA)3和Tb(PPA)3对比,发现二氧六环对稀土配合物的荧光具有明显的增强效果,尤其是对Tb3+所形成的稀土配合物,荧光增强非常显著.二氧六环的参与配位,代替了原来的水分子,这样就会在一定程度上减少了热振动所造成的能壁损失,从而增强荧光.所制备的稀土配合物通过红外光谱、荧光光谱、荧光寿命等方法进行了表征.对于由Eu和Tb所形成的配合物,加入第二配体二氧六环对其荧光寿命的影响差别很大,这说明对于Eu和Tb所形成的配合物存在着不同的能鸶传递过程.这种荧光增强现象为检测小分子二氧六环的存在及其含量提供了一种新的方法.     

乙二胺N,N-二(6-氨基青霉烷酸)二乙酸与金属离子的相互作用

通过荧光光谱法研究了乙二胺N,N-二(6-氨基青霉烷酸)二乙酸(L1)与10种金属离子的相互作用.结果表明:Co2+、Mg2+、Ca2+和Mn2+的加入对L1的荧光发射没有明显影响；K+、Fe3+、Gd3+、Ni2+和Zn2+的加入对L1的荧光发射有微弱的猝灭作用;Cu2+对L1的荧光发射有明显的猝灭作用;当Cu2+浓度为L1的200倍时,猝灭率达到68.73％;计算得出Cu2+对L1的Stern-Volmer猝灭常数Kav为106400L·tmol-1.     

稀土离子与苯并咪唑二羧酸和邻菲啰啉配合物:晶体结构、荧光及对有机小分子的荧光传感

合成了两种新的配合物{[Eu3(bidc)4(phen)2(NO3)]·2H2O}n(1)和[Tb2(bidc)3(H2O)2](2)(bidc=苯并咪唑二羧酸根,phen=1,10-邻菲啰啉)。配合物1是链状结构,含有三种不同的金属离子配位环境:Eu(1)O6N2,Eu(2)O8和Eu(3)O6N2。配合物2是二维网状结构,含有两种配位环境相似的金属离子:Tb(1)O8和Tb(2)O8。配合物1在581,593,615,654和702nm处出现发射峰,为Eu3+的5 D0→7 FJ(J=0-4)跃迁产生的特征荧光。最强发射峰位于615nm,对应于5 D0→7 F2跃迁,为红光。跃迁强度I(5 D0→7 F2)∶I(5 D0→7 F1)约为2.5,说明Eu3+不处于反演中心。配合物2在490,545,584和622nm出现发射峰,归属为中心Tb3+的5 D4→7 FJ(J=6-3)跃迁产生的特征荧光。在545nm的发射最强,对应于5 D4→7 F5跃迁,为绿光。探讨了不同溶剂对配合物1和2荧光的影响。实验结果表明硝基苯对配合物1和2具有显著的荧光猝灭作用,因此配合物1和2可用于环境污染物硝基苯的检测。     

用EDTP进行微量Ce3+离子的荧光光度测定

Ce3+离子在pH 7～8的溶液中,与乙二胺四亚甲基膦酸(EDTP)形成1∶1的配合物时,Ce3+离子的自身荧光得到的明显的增强.本文研究了这种荧光增强作用用于溶液中微量Ce3+荧光分析的方法.结果表明,用该配合物体系进行Ce3+的荧光分析时,配合物的最大激发和发射波长分别在313 nm和397 nm,工作曲线在1×10-8 mol.L-1～1×10-4 mol·L-1的范围内呈很好的直线,在灵敏度和线性范围方面接近已知的最好的荧光分析方法,而由于Ce3+与EDTP形成非常稳定的配合物,同时使Ce3+离子的发光有较大的红移,因此在消除干扰离子的影响特别是Pr3+和PO3-4的干扰方面明显优于其他方法.     

基于香豆酰肼的高选择性的铜离子荧光探针

设计合成了含有香豆酰肼官能团的铜离子荧光探针,N,N-二乙基氨基香豆素-3-酰肼吡啶醛(XB),该探针在水溶液中[V(CH3CN):V(H2O)=1:1]对铜离子识别和检测具有较高的灵敏度和选择性。碱金属和碱土金属离子K+、Na+、Mg2+、Ca2+以及过渡金属离子Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+和Ag+等对Cu2+离子的识别无显著影响。光谱滴定和ESI-MS谱表明Cu2+离子与XB以1:2的化学计量比形成配合物。     

新型双β-二酮稀土配合物的荧光性质

稀土离子因其特有的结构,具有较好的荧光特性,能与许多有机配体形成有良好荧光性能的配合物。简要介绍了双β-二酮配体的合成,研究了Eu³⁺、Tb³⁺双β-二酮配合物体系的荧光性能,该体系具有良好的荧光特性。通过对其紫外光谱、荧光光谱测定和对比,分析了不同因素,包括溶剂、配体结构、pH值等因素对体系荧光强度的影响。实验结果表明:稀土(Eu³⁺,Tb³⁺)-β-二酮体系在乙醇溶液中其荧光强度比在水溶液中大得多;乳化剂OP能增强体系荧光强度;在pH约为6时荧光最强;不同结构的β-二酮配体与稀土离子所形成的配合物的荧光强度顺序为H₂L¹>H₂L²>H₂L³;Eu³⁺比Tb³⁺能更好地与这些β-二酮匹配,其中Eu³⁺与β-二酮配体H₂L¹形成的配合物荧光性能最好。     

氟锆酸盐玻璃中Tm^3＋和（Tm^3＋＋Ho^3＋）离子的光谱研究

给出氟锆酸（ＺＢＬＡＮ）玻璃中＾Ｔｍ＾３＋和Ｈｏ＾３＋离子的Ｑｔ参量，并与氧化物玻璃中Ｔｍ＾３＋和Ｈｏ＾３＋的Ｑｔ参量进行了比较，用３７５ｎｍ和４６８ｎｍ波长激发单掺ＺＢＬＡＮ中Ｔｍ＾３＋离子，获得来自Ｄ，２，＾３Ｈ４，Ｇ４能级不同发射波长的发光强度随掺杂浓度的变化，而用小于１μｍ的激发波长激发发单掺Ｔｍ＾３＋或Ｈｏ＾３＋样品，获得近红外区发射光谱。文中给出掺杂浓度对于Ｔｍ＾３＋和Ｈｏ＾＋近红外区     

pr3+ 激活的CaMoO4红色荧光粉的发光性质

采用高温固相法制备了稀土pr3+激活的Ca1-xPrxMoO4(0.005≤x≤0.02)系列红色荧光粉.荧光光谱表明:在453 nm激发下,样品产生了红光发射,其中对应于pr3+的特征跃迁3 P0→3F2位于654 nm的红色发射峰最强.分析了pr3的掺杂摩尔分数x对样品发光强度的影响,确定pr3+的最佳掺杂摩尔分数...     

稀土-铬蓝黑R配合物体系的近红外发光研究

研究了金属指示剂铬蓝黑R对Yb3 的近红外发光的敏化作用。结果表明 ,在中性乙醇溶液中 ,铬蓝黑R和Yb3 离子可形成配比为 2∶1的配合物。配合物的形成可猝灭配体铬蓝黑R的荧光 ,同时使Yb3 离子的荧光得到显著增强。表现出配体向Yb3 离子传能的机理。在一定条件下 ,配合物体系中Yb3 离子的发光强度与Yb3 离子的浓度成正比 ,同时其他低浓度稀土离子的存在不会影响Yb3 离子的发光 ,显示出近红外发光技术在单一稀土分析中良好的应用前景。     

一种新型荧光探针的合成及其对Cu~(2+)的选择性识别

设计并合成能用于识别铜离子的荧光探针N′-(喹啉-2-亚甲基)-7-二乙胺基-3-甲酰肼-香豆素(FKBA),通过质谱、红外光谱、元素分析、~1 H NMR、~(13) C NMR等方法对该荧光探针FKBA进行表征;采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法对FKBA与金属离子的相互作用进行了研究。结果表明FKBA对Cu~(2+)有良好的选择性和灵敏度。向含有FKBA的溶液中加入Cu~(2+),其吸收峰发生红移,且强度增大。而向该溶液中,加入Al ~(3+),Ag~+,Ba~(2+),Cd~(2+),Ca~(2+),Co~(3+),Fe~(3+),Cr~(3+),Hg~(2+),Mg~(2+),K~+,Mn~(2+),Ni ~(2+),Na~+,Zn~(2+)和Pb~(2+)等其他16种金属离子时,FKBA的紫外吸收仅发生细微的变化。FKBA作为化学传感器对Cu~(2+)的选择性是通过与一系列与环保和生物功能相关的金属离子相互作用得到验证。FKBA中加入Cu~(2+)时,FKBA的荧光强度明显猝灭,其他16种金属离子对FKBA的荧光强度几乎没有影响。不同的金属离子分别与Cu~(2+)共存时FKBA的荧光光谱猝灭程度相同,说明FKBA具有良好的抗干扰能力。向FKBA中加入EDTA,FKBA的荧光强度得到恢复。FKBA中加入Cu~(2+),溶液颜色变成棕色,加入EDTA后又恢复到初始颜色。说明FKBA的荧光减弱不是Cu~(2+)催化FKBA分解而是FKBA与Cu~(2+)络合。在酸性环境中,FKBA的希夫碱结构不稳定,部分FKBA分解成其他的荧光物质。据IUPAC(cDL=3Sb/m)测得检测限为0.13μmol·L~(-1)。对实际样品中的Cu~(2+)浓度进行分析,表明FKBA可作为荧光传感器用于实际样品的Cu~(2+)检测。     

纳米YAG∶Ce3+, Mn+(Mn+=Ca2+, Gd3+)荧光粉的结构与发光性能

当前商用白光LED器件中YAG∶Ce3+荧光粉的单一黄光发射,导致其缺乏红光限制了器件的应用和发展,在YAG∶Ce3+中掺杂其他离子是解决该问题的有效途径之一。采用溶胶凝胶法制备了系列单掺Ce3+,Ca2+和Gd3+的YAG纳米荧光粉。研究了离子掺杂量对荧光粉的物相、结构、形貌、粒度、发光性能及量子效率的影响,分析了发光机理。结果表明：制备的纳米荧光粉粒径为100～200 nm。Ce3+和Gd3+掺杂时均得到YAG纯相,但晶体结构膨胀,晶面衍射峰向小角度方向移动。样品结晶度随Ce3+和Ca2+(<0.025 mol)掺杂量增大变化不明显,随Gd3+则呈现逐步降低趋势。三种离子掺杂量增大时,Ce3+的晶格能上升,5d能级晶体场劈裂加剧;Gd系列荧光粉激发和发射光谱随掺杂量的增大发生红移,Ce和Ca系列则因掺杂量小表现不明显。荧光粉发光强度随Ce3+掺杂量上升先增大后减小,最佳掺杂量为0.06 mol;随Gd3+掺杂量增加逐步降低;随Ca2+掺杂量增大则急剧下降,0.03 mol掺杂量时荧光强度几乎为零,YAG晶体结构破坏,生成YAM和YAP相。研究的开展,将对后续纳米YAG荧光粉及其相关功能材料的进一步开发使用提供一定的理论依据和实践参考。     

LiMBO3 : Dy3+材料的发光特性

采用固相法制备了LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料,并研究了材料的发光特性。LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料的发射光谱均呈多峰发射,对应于Ca,Sr,Ba,其主发射峰分别是Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2(484,486,486 nm),⁶H_13/2(577,578,578 nm)和⁶H_11/2(668,668,666 nm)跃迁。监测黄色发射峰时,所得激发光 谱峰值位置相同,主激发峰分别为331,368, 397,433,462,478 nm,对应Dy³⁺的⁶H_15/2→ ⁴D_7/2,⁶P_7/2,⁶M_21/2,⁴G_11/2,⁴I_15/2和⁶F_9/2跃迁。研究了敏化剂Ce³⁺及电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺对LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料发光强度的影响。结果显示:加入敏化剂Ce³⁺提高了材料的发光强度,发光强度最大处对应的Ce³⁺浓度为3%;加入电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺后,材料的发光强度也得到了明显提高,但发光强度最大处对应的Li⁺、Na⁺和K⁺浓度不同,依次为4%、4%和3%。     

KCdF3晶体中Cr3+-Li+中心局域结构研究

利用零场分裂参量与晶体结构之间的定量关系,研究了双掺杂晶体KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺的局域结构。指出,对于KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺晶体,四角晶场的形成包含两个方面:(1)由于电荷补偿而产生的等效电荷形成的四角对称晶场;(2)Cr³⁺的局域结构发生晶格畸变而产生的四角对称晶场。事实上,当Cr³⁺和Li⁺掺入KCdF₃晶体时,Cr³⁺代替了Cd²⁺离子;由于Cr³⁺离子与Cd²⁺离子的半径不同、电荷不同、质量不同,导致Cr³⁺的局域结构发生晶格畸变,由此而产生四角对称晶场;由于电荷补偿,Li⁺离子取代了[001]方向与Cr³⁺离子邻近的Cd²⁺离子,由此产生的等效电荷而形成的四角晶场。这样,Cr³⁺的局域结构由O_h对称变为C_4v点对称。文中建立了ZFS参量和晶体结构之间的定量关系。在考虑晶格畸变和等效电荷的基础上,研究了KCdF₃:Cr³⁺,Li⁺晶体的ZFS参量,理论结果和实验符合很好。得到了F^-离子向中心离子分别移动为ΔR₁=0.00268nm,ΔR₂=0.001nm,ΔR₃=0.00165nm。     

掺杂离子对白色长余辉发光材料Y2O2S:Tb3+, Eu3+,M2+ (M=Mg,Ca, Sr,Ba),Zr4+性能的影响

采用高温固相法制备了白色长余辉发光材料Y₂O₂S:Tb³⁺, Eu³⁺,M²⁺(M=Mg, Ca, Sr, Ba), Zr⁴⁺, 利用X晶体衍射、发光光谱、余辉曲线和热释光曲线等对制备的材料进行表征。结果表明:掺杂离子没有改变样品晶体结构和发射峰的位置,但对其发光强度、余辉时间及陷阱深度有较大的影响。在263 nm紫外光的激发下,469 nm和626 nm的发射分别对应于Eu³⁺的⁵D₂→⁷F₀、⁵D₀→⁷F₂跃迁,544 nm的发射对应于Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁,主要通过它们的混合产生白光。掺杂不同二价离子样品的余辉性能按Mg²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺的顺序递减,其中掺杂Mg²⁺的样品,色度坐标为(0.29,0.32),陷阱深度为1.17 eV,余辉时间长达320 s(≥1 mcd/m²),表现出最佳的发光性能。     

Eu2+在Ba2Ca(BO3)2中的发光特性及浓度猝灭

采用高温固相法,以CaCO₃ (A.R)、BaCO₃ (A.R)、H₃BO₃ (A.R)和Eu₂O₃ (99.99%)为原料制备了Ba₂Ca(BO₃)₂∶Eu²⁺绿色发光材料,测量了材料的晶体结构、发光特性及色坐标等。Ba₂Ca(BO₃)₂∶Eu²⁺材料的激发光谱覆盖200~500 nm的紫外-可见光区。在400 nm近紫外光激发下,材料的发射光谱为一主峰位于537 nm的非对称宽谱,对应于Eu²⁺的4f⁶5d¹→4f⁷特征跃迁。研究发现,随Eu²⁺掺杂浓度的增大,Ba₂Ca-(BO₃)₂∶Eu²⁺材料的发射强度呈现先增大、后减小的变化趋势,最大发射强度对应的Eu²⁺掺杂摩尔分数为2%。造成发射强度下降的原因为浓度猝灭,其机理为电偶极-电偶极相互作用。依据晶格常数及实验光谱数据,得出临界距离R_c分别为2.64 nm和2.11 nm。随Eu²⁺掺杂浓度的增大,Ba₂Ca(BO₃)₂∶Eu²⁺材料的色坐标变化微小。计算得到Ba₂Ca(BO₃)₂∶2%Eu²⁺的转换效率约为72%。     

LaF3纳米晶体中 Sm3+/Eu3+能量传递效应的光谱学特性

采用水热合成法,在较低的温度下制备了分散性,均匀性良好的 LaF3∶ Sm3+,LaF3：Eu3+和LaF3∶Sm3+／Eu3+纳米晶体样品。通过 X 射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和光致发光(PL)等手段,分别对 Sm3+／Eu3+单掺和共掺 LaF3纳米晶体的物相,表面形貌,晶粒尺寸和荧光特性进行了表征。XRD 和 TEM 检测结果显示,所制备的 LaF3纳米晶体呈六方晶体相,平均粒径在40 nm 左右。当采用波长为442 nm 的 He-Cd 连续激光器激发 Sm3+／Eu3+共掺 LaF3样品中的 Sm3+时,在样品发射光谱中观测到了Eu3+的特征荧光发射谱线,实现了 Sm3+向 Eu3+的能量传递。采用光谱学研究方法讨论了能量传递的机理和效率。结果表明,能量传递过程是 Sm3+的4 G5／2激发态与 Eu3+的 5 D 1和5 D 0激发态之间的交叉驰豫所致,并且随着 Eu3+的掺杂浓度的增大,共掺 LaF3∶Sm3+／Eu3+样品的发射谱中的 Eu3+的特征荧光发射强度也随之增强,这说明增加受主 Eu3+的掺杂浓度能够有效地提高 Sm3+→Eu3+能量传递的效率。