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稀土有机配合物-蒙脱土超分子复合发光材料的插层组装、表征和性质研究

专 业: 化学·无机化学
关键词: 稀土有机配合物 蒙脱土超分子 复合发光材料
分类号: TQ110.7
形 态: 共 106 页 约 69,430 个字 约 3.321 M内容
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内容摘要


许多稀土有机配合物具有独特的发光机制和优良的发光性能,因而多年来一直是稀土配位化学和稀土发光材料领域的研究热点,并在分析化学、医学、生命科学、荧光探针、发光器件等领域显示出良好的应用前景。

但是,稀土有机配合物的光、热和化学稳定性较差,限制了其在很多领域的实际应用,而无机基质材料大多具有良好的光、热和化学稳定性,尤其是层状、多孔固体等有组织的刚性无机基质主体,能改变客体分子或离子的结构环境和化学微环境,从而显著影响客体分子或离子的发光性能。

因此,将二者复合,是改善稀土有机配合物的发光性能和光、热、化学稳定性、开发新型稀土发光材料、拓宽稀土发光配合物应用领域的新途径。

迄今,人们已用不同方法将稀土有机配合物组装到SiO<,2>凝胶基质、分子筛的孔道中、层状α-磷酸锆或水滑石的层板间制备出多种类型的稀土有机配合物-无机基质超分子复合发光材料。

本论文首次将稀土有机配合物插层组装到了蒙脱土的层板间,制备出了具有层柱状结构的稀土有机配合物-蒙脱土超分子复合发光材料,其中大部分复合材料的发光性能和光、热、化学稳定性较相应纯稀土有机配合物有显著改善。

本论文共分四部分:1.简要综述了近年来稀土有机配合物-无机基质如SiO<,2>凝胶、微孔和介孔分子筛、层状α-磷酸锆和水滑石等超分子复合发光材料的研究进展。

2.合成了L<1~6>等6种多足配体和bipyO<,2>,其中L<1~5>为新配体;制备出L<1~4>和bipyO<,2>与EuⅢ和TbⅢ的配合物以及中性二元配合物EuL<,3><6>3H<,2>O和三元配合物EuL<,3><6>bipyO<,2>、EuL<,3><6>phen·H<,2>O;用元素分析、核磁共振、红外光谱、摩尔电导对配体和配合物进行了表征。

结果表明,L<1>、L<2>、L<4>与铕和铽的硝酸盐、L<3>与铕和铽的高氯酸盐分别形成了1:1型M:L配合物,在L<1>~L<4>的上述几个配合物中,多足配体通过其侧链上多个配位点与Eu<3+>和Tb<3+>离子形成了多个螯合环,将Eu<3+>和Tb<3+>离子包合在其笼状空腔中或杯状空腔底部形成配阳离子;配体bipyO<,2>与Eu<3+>和Tb<3+>离子形成螯合配阳离子。

3.将上述稀土有机配合物插层组装到蒙脱土MT的层板间,制备出多种具有层柱状结构的稀土有机配合物-蒙脱土超分子复合发光材料,用元素分析、XRD、IR和UV-Vis对其进行了表征。

结果表明,通过固-液两相离子交换法或室温固相离子交换法,可直接将上述L<-1~4>和bipyO<,2>与EuⅢ和TbⅢ的配阳离子插层组装到蒙脱土的层板间;也可以先将稀土通过离子交换引入蒙脱土层板间,再让有机配体进入蒙脱土层间与稀土离子形成配合物。

在这些复合材料中,稀土有机配离子一般以单层形式分布于蒙脱土层板之间,主-客体之间以超分子作用力此处主要是静电力结合成具有规整层柱结构的复合材料。

主-客体之间的相互作用以及蒙脱土层间刚性微环境的影响使层间稀土有机配离子中配体结构的共轭程度和刚性发生了比较明显的改变,这种改变可能会对材料的发光性能产生一定的影响。

通过室温固相插层组装也可以将中性稀土三元配合物引入到有机蒙脱土的疏水层板间,制备出中性三元配合物-ORMT注:

ORMT即[C<,16>H<,33>NCH<,3><,3>]<+>-MT复合发光材料。

4.初步研究了稀土有机配合物-蒙脱土超分子复合发光材料的发光性能、影响发光性能的主要因素及其光、热、化学稳定性。

实验结果表明,大部分复合材料具有良好的光、热、化学稳定性,而且单位质量Eu<3+>或Tb<3+>离子的相对发光强度明显优于相应铕Ⅲ或铽Ⅲ的纯配合物,光、化学和热稳定性较相应纯配合物有显著改善。

稀土有机配合物-蒙脱土复合发光材料主-客体间的超分子作用、材料的刚性层状结构微环境对客体配合物结构和性质的影响以及材料层板对层间配合物的分散、隔离和保护作用可能是导致这类复合发光材料的发光性能和光、热、化学稳定性较相应纯稀土有机配合物有显著改善的主要原因。

此外,配体的刚性、稀土配合物在蒙脱土层板间的插层量、第二配体的协同作用等因素对复合材料的发光性能也有一定的影响。

本论文所涉及到的配体:

L<1>:1,1,1,1-四呋喃-2-羧酸酯基联三甲基丙烷

L<2>:1,1,1,1-四吡啶-2-羧酸酯基联三甲基丙烷

L<3>:1,1,1,1-四[N-甲基N-苄基乙酰胺-2-氧甲基联三甲基丙烷

L<4>:

2,2,2”-三吡啶氮氧化物-2-羧酸酯基三乙胺

L<5>:

2,2,2”-三苯甲酸酯基三乙胺

L<6>:

吡啶氮氧化物-2-羧酸

bipyO<,2>:

2,2-联吡啶氮氧化物

phen:

邻菲啰啉

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 稀土有机配合物-无机基质超分子复合发光材料研究进展
第二章 配体和配合物的合成与表征
第三章 Eu(Ⅲ)/Tb(Ⅲ)有机配合物-蒙脱土超分子复合发光材料的插层组装和表征
第四章 稀土有机配合物-蒙脱土超分子复合发光材料的发光性能、影响发光性能的主要因素及其光、热、化学稳定性
4.1引言
4.2试剂与测试仪器
4.3稀土有机配合物-蒙脱土超分子复合发光材料的发光性能和荧光寿命
4.4影响稀土有机配合物-蒙脱土复合发光材料发光性能的主要因素
4.5稀土有机配合物-蒙脱土复合发光材料的光稳定性、化学稳定性和热稳定性
4.6小结
参考文献
结语
附图

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中图分类: > TQ110.7 > 工业技术 > 化学工业 > 基本无机化学工业 > 一般性问题

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