重稀土高氯酸盐甲基苯甲酰甲基亚砜配合物的合成及Tb3+的发光

合成了重稀土高氯酸盐甲基苯甲酰甲基亚砜配合物RE(ClO4)3·L5·C2H5OH(RE=Gd,Tb,Dy,Tm,Yb;L=C6H5COCH2SOCH3).经元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导及热重分析确定了配合物的组成,测定了配体及配合物的IR谱、1H NMR及铽配合物的磷光光谱、荧光激发和发射光谱,根据荧光发射光谱数据计算了铽配合物的各能级值.     

苯基羧甲基亚砜体系中高氯酸铥对高氯酸铽的荧光增强效应研究

合成了不同摩尔比的苯基羧甲基亚砜高氯酸铽、铥异核配合物 ,对配合物进行了组成分析 ,确定了配合物组成为 (Tb1 -xTmx) L2 (ClO4 ) ·2H2 O(x=0 0 0 0～ 0 2 0 0 ,L=C6 H5SOCH2 COO- )。通过IR光谱及摩尔电导的测定推测了配位情况 ,溶解性实验表明配合物在乙醇、丙酮等极性溶剂中具有很高的溶解性。荧光光谱实验表明 :当 x =0 0 0 1～ 0 10 0时铥对铽的荧光均产生敏化增强效应 ,当x =0 0 0 1时敏化强度最大 ,可使Tb3+ 荧光强度增加 32 6 %。     

在铕-2-噻吩甲酸-邻菲咯啉三元配合物中La3+对Eu3+的发光影响

合成了七种不同掺杂比例的稀土高氯酸盐(铕掺镧)与2-噻吩甲酸-邻菲咯啉的固态配合物,对配合物进行了元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导测定,确定了配合物组成为(Eu1-xLax)·L3·phen·1/2H2O(x=0·000～0·200,L为2-噻吩甲酸,phen为邻菲咯啉),并测定了配体及配合物的IR谱及荧光激发和发射光谱。摩尔电导数据表明,此类配合物为非电解质。红外光谱测定表明,配体2-噻吩甲酸羧基氧与稀土离子配位,配体1,10-邻菲咯啉两个氮原子与稀土离子配位。荧光光谱测定表明,Eu3 处于无反演对称中心格位上,Eu3 配合物发射强度增大。配合物中La3 对Eu3 的发光产生敏化增强效应,当La3 掺入量为0·005mol时敏化强度最大,随着La3 浓度的增大,对Eu3 的发光敏化强度降低。     

掺杂稀土对铕、铽苯二甲酸-冠醚配合物发光的影响

合成了稀土Eu3 ,Tb3 冠醚、对苯二甲酸高氯酸盐两个系列18种固态配合物。结果表明,配合物的组成为:Eu2LL′2(ClO4)4.4H2O、EuReLL′2(ClO4)4.nH2O、Tb2LL′2(ClO4)4.4H2O和TbReLL′2(ClO4)4.nH2O(Re:掺杂离子,n=2,3,4)。对苯二甲酸的羧基氧与稀土离子以对称螯合双齿配位;部分高氯酸在内界以单齿配位;配合物含有水分子。配合物的相对荧光光谱测定表明,相同配体的铽系列配合物的荧光强度明显强于铕系列。稀土离子Eu3 的5D0能级为17250cm-1,Tb3 的5D4能级为20430cm-1,而配体对苯二甲酸的三重态能级为25160cm-1,高于Eu3 和Tb3 离子的激发态能级,满足配合物分子内传能配体的三重态能级高于稀土离子发射能级的条件,可以提高Eu3 和Tb3 离子的特征荧光强度。但相对于Eu3 离子,对苯二甲酸的三重态能级与Tb3 离子的激发态能级(5D4)更匹配,更有利于能量的有效传递,因此,铽系列的荧光强度明显强于铕系列。Ho3 、Yb3 对Eu3 离子发光敏化作用最强,Ce3 、Sm3 、Dy3 、Er3 对Eu3 离子发光也有敏化作用,Pr3 、Nd3 离子对Eu3 离子的发光是猝灭的;Yb3 、Dy3 离子对Tb3 离子发光有较强敏化作用,而Ce3 、Pr3 、Nd3 、Sm3 、Ho3 、Er3 离子的掺入对Tb3 离子的发光是猝灭的。应用分子内能量传递过程对发光机理进行了探讨。     

二苯基亚砜、苯甲酸与轻稀土高氯酸四元配合物的合成表征及光致发光

合成并表征了高氯酸稀土与二苯基亚砜、苯甲酸的四种四元配合物。经元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导率及差热-热重分析,表明四元配合物组成为[REL5L′(ClO4)] (ClO4) (RE= La,Pr,Nd,Eu;L=C6H5SOC6H5,L′=C6H5COO-)。在红外光谱中,第一配体二苯基亚砜的νS O的特征吸收峰出现在1 037cm-1处,而各稀土配合物的νS O向低波数移动到984 ～989 cm-1,红移50 cm-1左右,表明稀土离子与亚砜基团的氧原子之间发生配位作用。第二配体苯甲酸钠的反对称伸缩振动吸收峰νas(COO -)出现在1 550 cm-1,对称伸缩振动吸收峰νs(COO -)出现在1 416 cm-1处,羧基伸缩振动吸收频率差Δn[νas(COO -)-νs(COO -)]值为134cm-1;在所有配合物的红外光谱图中νas(COO -)向高波数方向发生了位移,而νs(COO -)向低波数方向发生了位移,并且Δn值均大于钠盐的Δn值,由此可以认为配合物中羧基是通过单齿方式与稀土离子配位。测定了配合物在丙酮溶液中的摩尔电导率,根据配合物在常见有机溶剂中的摩尔电导率与正负离子的关系结合配合物的红外光谱中高氯酸根离子的四条特征吸收带,表明配合物为1:1型电解质,两个ClO4-无机抗衡阴离子,其中一个在外界,一个进入内界与稀土离子配位。配合物的荧光发射光谱表明,四元配合物的荧光强度比二苯基亚砜高氯酸稀土二元配合物的荧光强度提高469%。磷光光谱表明苯甲酸三重态能级的下限和二苯亚砜三重态能级的上限重叠,导致三重态能级范围扩大,由此可见第二配体的加入提高了配体的三重态能级与Eu3 离子5D0能级的匹配程度。同时在配合物的荧光发射光谱中还可以看到铕离子的电偶极跃迁强度大于磁偶极跃迁,表明稀土离子不处于晶体场的对称中心。在四元配合物中,由于第二配体的加入,往往会降低配合物的对称性,从而增强稀土离子的荧光强度。本文合成的稀土配合物具有良好的荧光性能,而且在室温下稳定,溶解性好,分解温度较高。     

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。     

在高氯酸铕-二苯亚砜-邻菲罗啉三元配合物中Pr3+对Eu3+发光的影响

合成了一系列异核配合物[(Eu1-xPrx)(DPSO)(phen)3(ClO4)2]ClO4*nH2O(x=0.000～0.200, DPSO为二苯亚砜, phen为邻菲罗啉, n=1, 2, 3, 4, 5, 6). 对配合物进行了组成分析, 摩尔电导, IR光谱及荧光激发和发射光谱的测定. 荧光光谱测定结果表明 本身不发光的Pr3+对Eu3+的发光产生较大影响, 当Pr3+的掺入量为0.001 mol时, 可使Eu3+的发光强度提高到200%以上,随着Pr3+浓度的增大,对Eu3+的发光先敏化后猝灭.Eu3+在配合物中所处的格位对称性低,无对称中心.     

轻稀土与苯基乙酰甲基亚砜配合物的合成表征及光致发光

合成了五种轻稀土高氯酸盐与苯基乙酰甲基亚砜(L)的配合物RE(C1O₄)·L₅·2H₂O(RE=La,Pr,Nd,Sm,Eu),该系列配合物可溶于水,红外光谱及摩尔电导表明,配体通过亚砜基团上的氧原子与稀土离子配位,羰基氧不参与配位,３个高氯酸根离子有2个在内界与稀土离子配位,另1个在外界不参与配位。测定了配体的磷光光谱,并对配合物进行了热重和核磁共振氢谱等表征。铕(Ⅲ)配合物荧光光谱表明,Eu3+处于无反演对称中心格位上,且该配合物的发光机理属于M→M型发光。     

Ce(Ⅲ),Dy(Ⅲ)与四异丙基亚甲基双膦酸酯配合物的合成与光谱表征

在乙腈溶液中合成了三种镧系金属三氟甲基磺酸盐Ln(OTf)3(Ln=Ce,Dy)与四异丙基亚甲基双膦酸酯[L=(iPrO)2P(O)CH2P(O)(iPrO)2]配合物[CeL4](OTf)3.2H2O,[Dy(OTf)2L2(H2O)2](OTf)(CH3CN)和[DyL4](OTf)3.L.2H2O。荧光分析发现,[CeL4](OTf)3.2H2O在波长249和300 nm激发下,测得641 nm处有明显的发射峰,Dy3 的两种配合物中[Dy(OTf)2L2(H2O)2](OTf)(CH3CN)中有水参与配位,使得其发射和激发峰的强度均弱于没有水参与配位的[DyL4](OTf)3.L.2H2O。另外,通过元素分析,热重分析,红外光谱和核磁共振等手段对配合物进行了组成确定和光谱学表征,并初步确定了膦氧配体与稀土离子的配位模式。这三种配合物均是八配位模式,[CeL4](OTf)3.2H2O和[DyL4](OTf)3.L.2H2O呈现高的对称性,4个L配体作为双齿配体全部参与配位,而[Dy(OTf)2L2(H2O)2](OTf)(CH3CN)中Dy3 周围除两个L和两个OTf外,还有2个配位水。     

Tm3+/Dy3+共掺硫卤玻璃中红外发光和能量传递研究

用熔融急冷法制备了系列Tm3+/Dy3+共掺0.9(Ge25Ga5S70)-0.1CsI硫卤玻璃,测试了样品的吸收光谱以及800 nm激光泵浦下中红外荧光光谱特性.结果表明:Tm3+离子的引入能够有效提高Dy3+离子2.9 μm中红外荧光强度.当Tm3+离子掺杂浓度固定,随着Dy3+离子掺杂浓度的增加,Tm3+:3F4→3H6跃迁产生的1.8 μm荧光强度和荧光寿命明显单调下降,Tm3+:3F4→Dy3+:6H11/2能量传递为Tm3+/Dy3+之间能量转移的主要途径.由于Tm3+:1.8μm荧光发射光谱与Dy3+:6H15/2→6H11/2的吸收光谱之间存在较大的重叠区,Tm3+/Dy3+之间有效的能量传递主要来源于Tm3+:3F4能级向Dy3+:6H11/2能级的共振能量传递.     

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。     

Energy transfer and mid-infrared luminescence properties of Tm3+ /Dy3+ codoped chalcohalide glasses

A series of chalcohalide glasses based on the composition 0.9 (Ge25 Ga5 S70)-0.1CsI doped with the different Tm3+ / Dy3+ ions ratio were synthesized by melt-quenching technique. The absorption spectra, and mid-infrared fluorescence of different glass samples under 800 nm laser excitation were measured. The results prove that, Tm3+ is an efficient sensitizer, which can enhance the Dy3+ : 2.9 microm fluorescence intensity significantly. A decrease in the intensity of 1.8 microm fluorescence and lifetimes of the Tm3+ : (3)F4 level occurred with increasing the concentration of Dy3+ ions from 0 to 1 Wt% where Tm3+ concentration was fixed to 0.5 Wt%. Also a wide spectral overlap between Tm+ : 1.8 microm emission and the absorption of Dy3+ : 6 H(15/2) --> (6)H(11/2) showed that the effective energy transfer between the two rare-earth ions was mainly attributed to the resonance energy from Tm3+: (3)F4 to Dy(3)+ : (6)H(11/2) level.     

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。     

Enhanced luminescence of rare-earthTb (III) by Tm (III) in bis(benzoylmethyl) sulfoxide complexes and intra-molecular energy transfer

Rare-earth complexes [(Tb_xTm_y)L₅(ClO₄)₂](ClO₄)·3H₂O(x:y=1.000:0.000, 0.999:0.001, 0.995:0.005, 0.990:0.010, 0.950:0.050, 0.900:0.100, 0.800:0.200, 0.700:0.300; L=C₆H₅COCH₂SOCH₂COC₆H₅) were synthesized and characterized with elemental analysis, infrared spectra (IR) and ¹H NMR. The photophysical properties of these complexes were studied in detail with ultraviolet absorption spectra, fluorescent spectra and lifetimes. The fluorescence spectra and decay curves of complexes indicated that the fluorescence emission intensity was enhanced and the fluorescence lifetime was prolonged by Tm (III), which may be due to the intra-molecular energy transfer between inert rare-earth ions and active rare-earth ions. The complexes showed the best properties when the mole ratio of Tb (III) to Tm (III) is 0.995:0.005. The intensity of fluorescence can be increased to 208%. Additionally, the energy-transfer mechanisms between the ligand and the central Tb (III) ions were discussed.     

铕、铽-2-噻吩甲酸-2,2'-联吡啶配合物的合成、表征及荧光性质研究

合成了铕、铽-2-噻吩甲酸的二元配合物和铕、铽-2-噻吩甲酸-2,2'-联吡啶的三元配合物,并对它们进行了元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导测定,确定了配合物组成分别为REL3·2H2O及REL3 L'·C2H5OH(RE=Eu,Tb;L=2-噻吩甲酸、L'=2,2'-联吡啶),测定了配体及配合物的IR谱、1H NMR谱及荧光光谱.IR谱和1H NMR谱测定表明,配体2-噻吩甲酸羧基氧、配体邻菲咯啉2个氮原子与稀土离子配位.荧光光谱实验表明,高氯酸铕和高氯酸铽分别与2,2'-联吡啶和2-噻吩甲酸反应形成的三元配合物的荧光明显强于二元配合物.