稀土配合物杂化发光材料的组装及光物理性质研究进展

稀土配合物兼具无机物稳定性好以及有机物荧光量子效率高的优点,而且具有可设计性,制备简便,容易修饰,荧光性质优异（发射谱带窄、色纯度高、荧光寿命长、量子产率高以及发射光谱范围覆盖可见和近红外光区等）．但配合物的光、热、化学稳定性和机械加工性能相对较差,因而限制了其在很多领域中的实际应用．近年来的研究表明,将稀土配合物引入到各种基质材料中可以改善其稳定性及机械加工性能,并对其光物理性质产生调制作用．根据基质材料的不同,杂化材料可分为无机基质、无机／有机复合基质及有机基质杂化材料．本文综述了这些不同基质稀土配合物杂化发光材料的研究进展,探讨了主客体间相互作用对杂化材料光物理性质及稳定性的影响,为实现稀土配合物杂化发光材料在光学器件领域（LED照明、光纤维、光学放大器及激光等）及生命分析领域的应用提供了重要的理论依据．     

光致发光稀土配合物杂化材料的研究进展

光致发光的稀土配合物杂化材料既拥有稀土配合物优良的荧光性质,又具有有机、无机材料的优点,是一类新型的发光材料。根据材料基质可将其分为有机基质及无机基质的杂化材料,分别评述了上述两类光致发光稀土配合物杂化材料的研究进展,着重阐述了近年来有机基质的键合型光致发光稀土配合物杂化材料的制备方法,并提出未来展望。     

层状稀土氢氧化物杂化发光材料研究进展

层状稀土氢氧化物(LRHs)是一类具有二维层状结构的新型无机层状功能材料.由于LRHs具有可变的组成、丰富的插层化学行为以及稀土离子特有的荧光性质等优点,因此是一种很有发展潜力的新型发光功能材料.本文综述了层状稀土氢氧化物杂化发光材料的研究进展,探讨了主客体间相互作用对其光物理性质及稳定性的影响,为实现层状稀土氢氧化物杂化发光材料在光学器件领域(LED照明和光纤维等)及生命分析领域的应用提供了重要的理论依据.     

新型无机-有机杂化中孔发光材料(phen)2Eu/MCM-41的合成与表征

合成出了担载稀土有机配合物的无机－有机杂化中孔发光材料（phen)2Eu/ECM-41,用X射线衍射,红外光谱,荧光光谱和紫外－可见8漫反射光谱对所得样品进行了表征,并与相应的纯稀土配合物进行了比较,结果表明,所得杂化材料具有典型的中孔材料MCM－41的结构,且经组装后孔结构保持不变,在紫外光照射下,发出稀土离子的特征谱线,但与纯稀土配合物相比,其激发光谱发生蓝移,稀土Eu3 所处的格位对称性降低,荧光寿命延长,另外,对光谱性质进行了讨论。     

新型无机-有机杂化中孔发光材料(phen)_2Eu/MCM-41的合成与表征

合成出了担载稀土有机配合物的无机 -有机杂化中孔发光材料 ( phen) 2 Eu/MCM-4 1 ,用 X射线衍射、红外光谱、荧光光谱和紫外 -可见漫反射光谱对所得样品进行了表征 ,并与相应的纯稀土配合物进行了比较 .结果表明 ,所得杂化材料具有典型的中孔材料 MCM-4 1的结构 ,且经组装后孔结构保持不变 ,在紫外光照射下 ,发出稀土离子的特征谱线 ,但与纯稀土配合物相比 ,其激发光谱发生蓝移 ,稀土 Eu3 所处的格位对称性降低 ,荧光寿命延长 .另外 ,对光谱性质进行了讨论 .     

化学键组装稀土/无机/有机聚合物杂化光功能材料的最新研究进展

本文针对近五年来光功能稀土/无机/有机聚合物杂化材料的最新进展进行了评述,其重点着眼于高分子化合物作为构筑基元的发光稀土杂化材料体系的化学键组装.内容主要涉及稀土有机高分子杂化材料、配位键构筑的稀土/无机/有机高分子杂化材料、共价键构筑的稀土/无机/有机高分子杂化材料、自由基聚合构筑的稀土/无机/有机高分子杂化材料几个重要方面.主要结合我们自己的近期研究工作,通过系统总结来展现该领域的研究现状并提出未来展望.     

稀土/L型沸石主-客体发光功能材料的研究进展

沸石微孔晶体材料作为客体功能物种的主体材料在主-客体组装化学中发挥着越来越重要的作用,在微型激光器、非线性光学、生物成像、光放大及光显示等高技术领域已显示出广阔、诱人的发展前景.本文介绍国内外,特别是河北工业大学在稀土/L型沸石主-客体杂化功能材料的组装、结构及其发光性能的研究工作,具体包括：稀土有机配合物在L沸石孔道内的组装、L型沸石-有机高分子透明杂化发光材料的制备及稀土有机配合物诱导控制的L型沸石自组装等.此外,本文对稀土/L型沸石主-客体杂化发光功能材料的研究进行了展望.     

基于有机改性硅氧烷作为连接体组装稀土光功能杂化材料

针对近年来基于有机改性硅氧烷作为连接体构筑的光功能稀土杂化材料的最新进展进行了评述,其重点着眼于稀土离子的优良光敏化有机配体修饰硅氧烷偶联剂获得有机改性硅氧烷,以其作为多功能连接体(分子桥)来实现对发光稀土杂化材料体系的化学键组装。内容主要涉及基于芳香羧酸衍生物类改性硅氧烷构筑稀土杂化材料、基于β-二酮及类β-二酮衍生物类改性硅氧烷构筑稀土杂化材料、基于大环配体衍生物类改性硅氧烷构筑稀土杂化材料、基于杂环等衍生物类改性硅氧烷构筑稀土杂化材料、基于有机改性硅氧烷多元组装稀土杂化材料及基于离子液体改性硅氧烷构筑稀土介孔硅杂化材料几个重要方面。主要结合我们自己的近期研究工作,通过系统总结来展现该领域的研究面貌并提出未来展望。     

近红外稀土荧光在功能材料领域的研究进展

稀土近红外荧光材料具有特征发射峰尖锐、光稳定性好和毒性低等特点。近年来,稀土近红外荧光材料在光纤通讯、激光系统、生物分析传感器及生物成像等方面的应用价值日渐突显,引起了研究者们的极大关注。特别是稀土近红外荧光材料已发展成一种新兴的荧光标记材料,并有希望替代有机染料和量子点应用于生物分析和医学成像。基于稀土近红外发光的荧光探针具有低自荧光背景、宽斯托克斯位移、强抑制光漂白、深层穿透组织和短暂分辨的优势,有潜力成为高灵敏度、高选择性的检测手段。利用稀土离子制备的各种荧光材料,如上转换纳米晶、介孔材料、脂基胶体、离子液体、离子胶体、金属有机框架等,由于荧光敏化机理不同,其近红外荧光性能也各有千秋。然而,稀土近红外荧光的真正挑战仍是提高近红外发光的量子效率。本文结合近红外荧光领域的最新进展,综述了不同的稀土近红外荧光设计思路,介绍了各种近红外稀土荧光功能材料,阐述了稀土离子在近红外荧光功能材料中的优势,并展望了稀土近红外荧光材料的发展前景。     

硝酸铽与1,1,1'''',1''''-四(吡啶-2-羧酸酯基)联三甲基丙烷配合物的合成、表征及荧光性质

稀土离子具有独特的电子结构和成键特征,配位数高且多变,因而稀土配合物能表现出独特的光、电、磁性质。目前,设计和合成含有稀土离子的功能配合物作为发光分子器件和荧光探针是配位化学和超分子化学等研究领域的热点课题[1￣6]。研究表明,稀土配合物的发光性能和稳定性可通过改变其配体的组成和结构加以调控。因此,设计、合成具有新颖结构、良好配位能力及高效能量吸收和传递性能的有机配体是研究和开发新型稀土配合物发光材料的关键课题之一。多足配体在与金属离子配位时,能够表现出特有的选择性配位能力、类球形配位空穴和新颖的配位结构…     

Covalent linking of near-infrared luminescent ternary lanthanide (Er(3+), Nd(3+), Yb(3+)) complexes on functionalized mesoporous MCM-41 and SBA-15

The near-infrared (NIR) luminescent lanthanide ions, such as Er(III), Nd(III), and Yb(III), have been paid much attention for the potential use in the optical communications or laser systems. For the first time, the NIR-luminescent Ln(dbm)(3)phen complexes have been covalently bonded to the ordered mesoporous materials MCM-41 and SBA-15 via a functionalized phen group phen-Si (phen-Si = 5-(N,N-bis-3-(triethoxysilyl)propyl)ureyl-1,10-phenanthroline; dbm = dibenzoylmethanate; Ln = Er, Nd, Yb). The synthesis parameters X = 12 and Y = 6 h (X denotes Ln(dbm)(3)(H(2)O)(2)/phen-MCM-41 molar ratio or Ln(dbm)(3)(H(2)O)(2)/phen-SBA-15 molar ratio and Y is the reaction time for the ligand exchange reaction; phen-MCM-41 and phen-SBA-15 are phen-functionalized MCM-41 and SBA-15 mesoporous materials, respectively) were selected through a systematic and comparative study. The derivative materials, denoted as Ln(dbm)(3)phen-MCM-41 and Ln(dbm)(3)phen-SBA-15 (Ln = Er, Nd, Yb), were characterized by powder X-ray diffraction, nitrogen adsorption/desorption, Fourier transform infrared (FT-IR), elemental analysis, and fluorescence spectra. Upon excitation of the ligands absorption bands, all these materials show the characteristic NIR luminescence of the corresponding lanthanide ions through the intramolecular energy transfer from the ligands to the lanthanide ions. The excellent NIR-luminescent properties enable these mesoporous materials to have potential uses in optical amplifiers (operating at 1.3 or 1.5 mum), laser systems, or medical diagnostics. In addition, the Ln(dbm)(3)phen-SBA-15 materials show an overall increase in relative luminescent intensity and lifetime compared to the Ln(dbm)(3)phen-MCM-41 materials, which was explained by the comparison of the lanthanide ion content and the pore structures of the two kinds of mesoporous materials in detail.     

稀土有机配合物电致发光研究进展

稀土配合物发射带窄, 发射光谱具有类原子光谱性质, 色纯度高(半宽峰<10 nm), 非常适合于全彩色显示. 另外, 稀土配合物发光效率高, 理论上内量子效率可达100%. 因此, 稀土配合物是全色平板显示器件中理想的发光材料之一, 研究稀土配合物电致发光性质具有重要的实际意义和理论意义. 以稀土镧系离子配合物作为发光中心的电致发光器件的研究主要集中于发光效率比较高的Eu3+, Tb3+ 以及近红外的Nd3+, Yb3+和Er3+ 离子. 分类综述了近年稀土配合物电致发光研究的成果及其进展. 总结了不同类型的铕配合物、铽配合物的电致发光特性, 证明配体对于稀土离子的敏化作用非常重要; 总结了近红外的镱、钕、铒配合物在光放大、激光技术、生物医学等方面的潜在应用价值.     

掺杂稀土配合物的无机/高分子纳米杂化薄膜的 制备与发光性能

通过在溶胶-凝胶过程中引入高分子组分,并将稀土配合物掺杂其中的方法得到了具有良好发光性能的无机/高分子杂化薄膜,它们有很好的韧性和透明性,测定了薄膜的荧光光谱和荧光寿命,发现它们均发射出稀土离子的特征荧光且寿命比本体配合物增长。透射电镜的观察表明配合物在SiO~2/高分子互穿网络中分布较均匀,分散尺度在20～30nm之间。     

A multi-color and white-light emissive cucurbituril/ terpyridine/ lanthanide supramolecular nanofiber

The enhanced lanthanide white-emission in solid by cucurbituril-based supramolecular assembly may provide a new strategy for smart light-emitting materials.     

稀土离子特性与稀土功能材料研究进展

稀土元素是一个包含了由钪、钇与镧系共17种元素的系列统称,它们既具有本质上的物理化学相似性,也具有各自独特和多样的电子结构。 从化学水平上讲,稀土离子的特性决定了稀土永磁、磁致冷、超导、热释电、光学制冷、非线性光学、催化等高新技术应用的本质;从材料水平上讲,稀土功能材料是实现这些技术应用的基础。 从科技发展要求来讲,稀土功能材料的研发是实现稀土资源高质量发展的最重要途径。 本文从稀土离子特性出发,利用轨道杂化模型构建稀土离子与稀土功能材料之间的基本关系,总结了近年来不同应用领域中稀土离子在稀土功能材料的组成设计与性能优化方面的研究进展。     

Lanthanide-centered organic-inorganic hybrids through a functionalized aza-crown ether bridge: coordination bonding assembly, microstructure and multicolor luminescence

This work focuses on the synthesis of a series of chemically bonded lanthanide/inorganic/organic hybrid materials (CE-15-Si-Ln, CE-16-Si-Ln, CE-18-Si-Ln) containing a novel aza-crown ether organic component. The materials show red emission (Ln = Eu), green emission (Ln = Tb) and near-infrared (NIR) luminescence (Ln = Nd). Three functional molecular precursors (denoted as CE-15-Si, CE-16-Si, CE-18-Si) have been synthesized with two or three N-substituted pendant arms containing chelating groups which can not only fulfill the high coordination numbers of Ln(3+) ions but also form an inorganic Si-O-Si network with tetraethoxysilane (TEOS). The resulting amorphous materials exhibit regular uniform microstructures for the organic and the inorganic components which are covalently linked through Si-O bonds via a self-assembly process. These hybrids present strong luminescent intensities in red, green and NIR ranges by embedding selected Ln(3+) ions into the hybrid system, which may lead to potential applications in organic electroluminescence displays, light emitting devices, functional membranes or chemical/biomedical sensors.     

Photophysical Properties of Lanthanide (Eu3+, Tb3+) Hybrid Soft Gels of Double Functional Linker of Ionic Liquid–Modified Silane

Four kinds of luminescent hybrid soft gels have been assembled by introducing the lanthanide (Eu³⁺, Tb³⁺) tetrakis β‐diketonate into the covalently bonded imidazolium‐based silica through electrostatic interactions. Here, the imidazolium‐based silica matrices are prepared from imidazolium‐derived organotriethoxysilanes by the sol–gel process, in which the imidazolium cations are strongly anchored within the silica matrices while anions can still be exchanged following application for functionalization of lanthanide complexes. The photoluminescence measurements indicated that these hybrid soft gels exhibit characteristic red and green luminescence originating from the corresponding ternary lanthanide ions (Eu³⁺, Tb³⁺). Further investigation of photophysical properties reveals that these soft gels have inherited the outstanding luminescent properties from the lanthanide tetrakis β‐diketonate complexes such as strong luminescence intensities, long lifetimes and high luminescence quantum efficiencies.     

Near-infrared emission from novel Tris(8-hydroxyquinolinate)lanthanide(III) complexes-functionalized mesoporous SBA-15

A novel mesoporous material covalently bonded with 8-hydroxyquinoline (HQ) was synthesized (designated as Q-SBA-15). The 5-formyl-8-hydroxyquinoline grafted to (3-aminopropyl)triethoxysilane, that is, alkoxysilane modified 8-hydroxyquinoline (Q-Si), was used as one of the precursors for the preparation of the Q-SBA-15 material. On the basis of the other function of the Q-Si of coordinating to lanthanide (Ln) ions, for the first time, the LnQ 3 complexes (Ln = Er, Nd, Yb) have been covalently bonded to the SBA-15 materials. The derivative materials, denoted as LnQ 3-SBA-15, were characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), powder X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), nitrogen adsorption-desorption, and fluorescence spectra. Upon excitation at the ligands absorption bands, all of these materials show the characteristic near-infrared (NIR) luminescence of the corresponding lanthanide ions through the intramolecular energy transfer from the ligands to the lanthanide ions. The NIR luminescence of these mesoporous materials was compared with that of the corresponding pure LnQ 3 complexes and discussed in detail.