稀土配合物掺杂凝胶的原位光声光谱研究及其共发光效应

采用溶胶-凝胶方法,制备了Ln(Sal)₃·H₂O(Ln3+∶La3+, Nd3+, Tb3+; Sal: 水杨酸) 稀土配合物掺杂的二氧化硅凝胶样品。首次采用光声光谱对稀土配合物在凝胶中的形成进行研究。结果表明,经110 ℃热处理后,Tb3+, La3+和Nd3+配合物掺杂的凝胶样品在配体吸收处的光声强度依次明显增强;而对仅在室温陈化、干燥的湿凝胶样品,其配体吸收处的光声强度几乎完全相同。研究发现,未经适当的热处理过程凝胶样品中稀土配合物尚不能形成。结合荧光光谱,分析了凝胶中稀土离子配位环境的变化和稀土配合物的形成。首次发现了稀土芳香羧酸配合物掺杂凝胶的共发光效应,考察Tb_0.8Gd_0.2(Sal)₃·H₂O和Tb_0.8Nd_0.2(Sal)₃·H₂O配合物掺杂的凝胶样品,发现Gd3+离子的引入了增强了凝胶样品中Tb3+的发光效率,而Nd3+离子的引入明显减弱了凝胶中Tb3+的发光,并对共发光效应可能的机理进行了讨论。     

3-甲基-1-乙酰基-5-(2-羟基苯基)-4,5-二氢吡唑及其铕和铽配合物的合成与光谱学研究

以六水合硝酸铽和六水合硝酸铕,3-甲基-1-乙酰基-5-(2-羟基苯基)-4,5-二氢吡唑(HL),1,10-邻菲罗啉和三苯基氧磷(TPPO)合成了TbL₃·2H₂O,TbL₂(phen)·H₂O,TbL₂(TPPO),EuL₃·2H₂O,EuL₂(phen)·2H₂O,EuL₂(TPPO)·2H2O 6个固体配合物。用元素分析,红外光谱,荧光光谱对配合物进行了组分确定和结构表征。IR表明,自由配体HL与稀土离子配位后,位于1644 cm-1处的ν_CC发生移动,相应的ν_CN振动吸收峰降到了1 600 cm-1,结合元素分析等其他表征说明HL和稀土离子发生配位。室温下测定了配合物的荧光激发光谱和发射光谱,激发光谱表明配合物EuL₂(Phen)·2H₂O和TbL₂(Phen)·H₂O的最佳激发波长分别为310和320 nm, 在此激发波长下扫描发射光谱,EuL₂(Phen)·2H₂O和TbL₂(Phen)·H₂O相对荧光强度最强,第二配体phen对Eu3+和Tb3+离子的荧光发射强度有明显的增强作用。     

均苯三甲酸铽掺杂(钇、钆)配合物的合成及荧光性质

以均苯三甲酸(H₃BTC)为配体,用水热法合成了系列稀土掺杂发光配合物,通过元素分析,EDTA滴定,红外光谱等确定了其组成为Tb_(1-x)Ln_xBTC·0.5H₂O(Ln=Y,Gd,x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)。研究了配合物的荧光性质。该类配合物均能发出Tb3+的特征荧光,并且不发光的Y3+和Gd3+的掺入使配合物的荧光强度得到了增强,这可能是由于分子内能量传递的结果。Tb3+受到敏化作用而使荧光增强,但发射峰的位置基本上没有发生变化。在Tb3+的4个发射峰中5D₄→7F₅(544nm)处的发射峰强度最强,并在此条件下确定了掺杂离子的最佳掺入量,当Tb3+∶Y3+=0.5∶0.5, Tb3+∶Gd3+=0.3∶0.7时Tb_(1-x)Ln_xBTC·0.5H₂O(Ln=Y,Gd)的荧光强度最强。同时发现在最佳掺入量条件下Gd3+对Tb3+的敏化程度大于Y3+对Tb3+的敏化程度。     

Tb3+掺杂硅酸盐闪烁玻璃发光特性

对Tb³⁺掺杂的硅酸盐闪烁玻璃进行了研究。对玻璃基质、敏化剂、发光激活剂组分进行了优化,改进了熔制温度、保温时间、气氛等工艺条件。根据氟化物具有较好的稀土可溶性,具有相对较低的声子能量,调整了闪烁玻璃中的氟化物含量。讨论了Tb³⁺离子和Gd³⁺,Dy³⁺离子对闪烁玻璃发光性能的影响。闪烁玻璃样品的激发和发射光谱、光衰减时间谱等结果显示:闪烁玻璃基质中由Gd³⁺和Dy³⁺离子向发光中心Tb³⁺离子的无辐射能量共振转移以及在一定浓度范围内Tb³⁺离子之间的交叉弛豫过程对玻璃的发光性能有重要影响。Tb³⁺离子在一定浓度范围内具有自敏化效应,随着Tb³⁺离子浓度的增加,绿色荧光得到增强,蓝紫色荧光减弱,Tb³⁺掺杂硅酸盐闪烁玻璃的发光性能有明显的提高。     

对氨基马尿酸铽二元、三元配合物的合成、表征及荧光光谱研究

在乙醇溶液中以邻菲咯啉(phen)、2,2’-联吡啶(bipy)和对氨基马尿酸(PAH,HL)为配体与铽离子(Tb(Ⅲ))合成了二元和三元稀土配合物。通过元素分析、差热-热重分析、紫外光谱、红外光谱分析,确定了配合物的组成为TbL₃(1)、TbL₃·phen·H₂O(2)和TbL₃·bipy·H₂O(3),并讨论了配合物1～3的谱学性质和荧光性能。推测出羧基中的氧原子以桥式双齿的形式与稀土离子配位。由红外光谱和热分析测试确定的配合物1及配合物2中的水分子未参与配位。研究表明,铽配合物在489,583和621 nm处出现发射峰,它们分别归属于5D₄→7F₆,5D₄→7F₅,5D₄→7F₄和5D₄→7F₃的跃迁。其中544 nm处5D₄→7F₅跃迁的强度最强,配体的共平面性和共轭性越大,配合物的荧光性能越高,三元配合物TbL₃·phen·H₂O和TbL₃·bipy·H₂O的荧光强度优于二元配合物TbL₃的荧光强度。     

双酰胺稀土配合物的合成及荧光性能

为寻求发光性能良好的配合物,设计合成了一种新的双酰胺配体1,4-二 苯(L),并在氯仿和乙酸乙酯溶液中合成了其与硝酸钐、硝酸铕和硝酸铽的发光稀土配合物。元素分析数据表明稀土硝酸盐与配体形成的是 1 : 1 型的配合物;红外光谱显示配合物具有相似的配位结构。对配体及其配合物的荧光进行了详细的研究,结果表明:钐、铕和铽配合物分别呈现出Sm³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺的特征发射,铕离子处于不对称中心格位,硝酸铽配合物荧光相对强度最大。     

Tb-N-苯基邻氨基苯甲酸-1,10-菲咯啉二元、三元配合物的合成、表征及荧光性能

合成了稀土Tb-N-苯基邻氨基苯甲酸-1,10-菲咯啉二元、三元配合物。通过元素分析确定二元配合物的组成为TbL₃·4H₂O,三元配合物的组成为TbL₃phen·2H₂O(L: N-苯基邻氨基苯甲酸根,phen: 1,10-菲咯啉),讨论了两种配合物的谱学性质。通过荧光光谱测试发现,形成的TbL₃·4H₂O二元配合物的荧光强度明显降低,1,10-菲咯啉作为第二配体引入后,使Tb3+的发光强度继续降低,这说明了Tb3+的发光强度与配体的结构有关,通过结构、能量传递和能量匹配对此做了进一步的解释。     

铽配合物与PVK混合体系的发光研究

研究了铽配合物[Tb(m-MBA)₃phen]₂·2H₂O与PVK共掺杂体系的激发光谱和光致发光谱, 发现两者之间存在着能量转移,由于PVK的发射光谱和铽配合物的激发光谱重叠很小,两者之间发生Frester能量传递的几率很小,铽的发光主要是由于铽配合物的配体俘获了电子-空穴对使配体受到激发而导致的,在电致发光中, PVK的发光完全被抑制, 与光致发光的表现不同, 这是由于两种发光(光致和电致)机理不同造成的。     

掺杂镧、钇的铽(Ⅲ)乙酰丙酮三元配合物的合成及荧光性质研究

合成了四个系列稀土掺杂铽乙酰丙酮(Hacac)三元配合物RExTb1-x(acac)3phen和RExTb1-x(acac)3bipy(RE=La,Y;x=0,010,020,030,050,070,090,100;phen1,10邻菲罗啉;bipy2,2’联吡啶)。通过红外光谱、X射线粉末衍射对配合物进行了表征。对各系列配合物进行荧光光谱研究,发现La3+,Y3+对Tb3+离子均有荧光增敏作用,并且La3+>Y3+。当x=01～03,多数掺杂配合物比未掺杂铽三元配合物具有更好的发光性能。     

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。     

铽掺钇配合物[(TbxY1-x)(HL)L'Cl·1/2H2O]的合成及荧光性质研究

以1,3,5-苯三甲酸根(BTC3-)为阴离子配体,1,10邻菲啰啉(phen)为中性配体,以不同摩尔比铽、钇离子为中心体,合成了系列铽掺钇配合物.经C,N,H元素分析,稀土总量络合滴定和铽、钇分量的测定推测配合物的组成为(TbxY1-x)(HL)L'C1·1/2H2O(x=0.10,0.30,0.50,0.70,0....     

对氯苯甲酸-2,4,6-三吡啶基三嗪稀土配合物的合成、表征及发光性能

以对氯苯甲酸为第一配体,2,4,6-三吡啶基三嗪(TPTZ)为第二配体,分别以铕、铽和镝为中心,合成了10种稀土配合物,并进行了元素分析、稀土络合滴定、等离子光谱、紫外光谱、红外光谱和发光光谱测定。配合物的组成为:RE(p-ClBA)3(TPTZ).2H2O和RE0.5Ln0.5(p-ClBA)3(TPTZ).2H2O(RE=Eu3+,Tb3,+Dy3+;Ln=La3,+Gd3,+Y3;+p-ClBA=对氯苯甲酸根;TPTZ=2,4,6-三吡啶基三嗪),均为非电解质;对氯苯甲酸的羧基氧原子与稀土离子配位,2,4,6-三吡啶基三嗪以主配位点上的3个氮原子与稀土离子配位;铕配合物的发光强度大于铽配合物的,镝配合物发光最弱;在上述3种发光稀土配合物中分别掺入发光惰性稀土离子镧、钆及钇后,发光强度有不同改变,掺入镧可明显增强铕、铽的发光强度,钆可敏化铕、铽和镝的发光,而钇的敏化作用较弱。表明:掺杂配合物并不完全是两种简单配合物的机械混合,而是有混配配合物生成。     

苯氧乙酸、邻菲啰啉铽-钇配合物的合成、表征及荧光性能(英文)

以苯氧乙酸和邻菲啰啉为配体,不同比例铽钇为中心,在无水乙醇中合成了一系列铽掺钇配合物?素分析和稀土络合滴定推测配合物的组成为TbxY1-x(POA)3phen·1/2H2O(POA-=C6H5OCH2COO-,x=1.0,0.9,0.8,0.7,0.6,0.5,0.4,0.3,0.2,0.1)。红外光谱测试表明,苯氧乙酸的羧基氧及苯氧基氧与稀土离子配位。邻菲啰啉的两个氮原子也与稀土离子配位;热分析表明:该系列配合物在274℃附近失去配位水,温度高于576℃发生氧化分解。荧光光谱测试结果表明:该系列配合物都可发出较强的特征荧光,在一定比例范围内,钇可以增强铽的发光,组成为配合物Tb0.7Y0.3(POA)3phen·1/2H2O荧光最强;荧光寿命与荧光强度变化一致。     

稀土配合物RE(TPTZ)Cl_3的合成、表征及荧光性能研究

首次以2,4,6-三吡啶基三嗪（TPTZ）与Sm, Eu, Tb和Dy氯化物反应,合成四种单一稀土配合物以及Tb分别1∶1掺Gd, Y, La的三种异核配合物。经元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导率、红外光谱、紫外光谱和差热-热重测定表明,配合物的组成分别为RE（TPTZ）Cl3·3H2O（RE=Sm, Eu, Tb, Dy）和Tb0.5Ln0.5（TPTZ）Cl3·3H2O（Ln=Gd, Y, La）;TPTZ作为三齿配体与稀土离子配位,即中心环提供一个N原子,两个吡啶环分别提供一个N原子;配合物中3个水分子与稀土离子配位,1个Cl-在外界,2个在内界,为1∶1型电解质;配合物内外界可能为[RE（TPTZ）（H2O）3Cl2] Cl,稀土离子的配位数为8。配合物的荧光光谱测试表明,四种单一稀土配合物中,Tb配合物发光最强;三种1∶1掺杂异核Tb配合物荧光强度大于纯Tb配合物,表明Y3＋, La3＋和Gd3＋都可以敏化Tb3＋的发光,其中Gd3＋的敏化作用最强,Y3＋次之,La3＋最差。     

均苯三甲酸Eu-Tb配合物的合成及荧光性质研究

以H₃BTC为配体,用水热法合成了均苯三甲酸Eu-Tb系列发光配合物Eu_1-xTb_x BTC·nH₂O(H₃BTC=1,3,5-均苯三甲酸,x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0;n=0, 0.5),通过化学分析及元素分析确定了配合物的组成,用红外光谱对其进行了表征;研究了配合物的激发光谱和发射光谱,并就其荧光强度与两种稀土离子含量之间的关系进行了讨论。结果表明：(1)该系列配合物(除纯均苯三甲酸Tb外)均发出Eu离子的特征荧光,而荧光强度随着Eu和Tb离子的不同发生了明显变化,发射峰位置基本不变;(2)系列配合物中Tb对Eu的荧光强度有敏化作用,Eu对Tb的荧光强度有猝灭作用;同时Eu离子的5D₀→7F₁和5D₀→7F₂跃迁发射强度较强,且均劈裂为两个峰(587,593 nm)及(611.2,618 nm),这是由于Eu离子所处的配位环境不同所引起的。     

Synthesis and Fluorescence Properties of Eu<Superscript>3+</Superscript>, Tb<Superscript>3+</Superscript> Complexes with Schiff Base Derivatives

Novel Schiff base ligands derived from N′-benzylidene-benzohydrazide (substituted by –H, ?CH₃, ?OCH₃, ?Cl) and 2-chloro-N-phenylacetamide were synthesized. The solid complexes of rare earth (Eu, Tb) nitrate with these Schiff base ligands were synthesized and characterized by elemental analysis, EDTA titrimetric analysis, thermal analysis, infrared spectra and UV–Vis spectra analysis. The fluorescence properties of rare earth (Eu, Tb) complexes in solid were studied. Under the excitation of ultraviolet light, these complexes exhibited characteristic emission of europium and terbium ions. The results showed that the ligand favored energy transfer to the emitting energy of Eu and Tb ions. Effects of different ligands on the fluorescence intensity of rare earth (Eu, Tb) complexes had been discussed. The electrochemical properties of rare earth (Eu, Tb) complexes were also investigated.     

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%。     

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。     

新型三元配合物Tb(DPAB)_3IP的制备与发光性能

合成了邻菲罗啉的衍生物咪唑并[5,6-f]邻菲罗啉(IP),并以其为第二配体,二苯胺羰基邻苯甲酸(HDPAB)为第一配体,制备出新型稀土铽三元有机配合物Tb(DPAB)3IP。采用元素分析、红外光谱和紫外光谱对合成的配体及配合物进行了表征。通过荧光光谱研究了配合物的荧光性质,结果表明第二配体IP有较大的共轭体系,在紫外光激发下,配合物中的配体可将吸收的能量传递给稀土Tb3+离子,表现出较强的Tb3+离子的特征发射,且配体Tb(DPAB)3IP的荧光强度明显大于Tb(DPAB)3phen的荧光强度。这说明适宜的第二配体对配合物有很好的敏化发光作用,合成的Tb(DPAB)3IP是一种良好的绿光材料。     

铽与两种不同结构羧酸配合物的低温固相合成及发光性质研究

以两种不同结构的羧酸苯乙酸和苯基羟基乙酸与氯化铽为原料,采用低温固相反应合成了两种羧酸铽配合物。经元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导确定了配合物的组成为： Tb(L₁)₃·H₂O,Tb(L₂)₃·4H₂O(L₁= C₆H₅ CH COO- ,L₂=C₆H₅CH(OH)COO-)。测定了配体及配合物的IR谱、1H NMR及配体的磷光光谱和铽配合物荧光激发和发射光谱。根据磷光发射光谱数据计算了配体的三重态能级值。比较两个配合物的荧光发射主峰5D₄→7F₅强度： 苯基羟基乙酸铽为苯乙酸铽的5倍。由此可见在配体亚甲基上引入拉电子基团羟基,将会扩大共轭体系π电子的离域范围,提高能量传递效率,提高稀土离子的发光强度。