稀土有机发光材料及有机光电材料的制备与性能的研究

论文摘要

本文以N-苯基邻氨基苯甲酸（N-HPA）为第一配体,合成了铽二元配合物Tb（N-PA）3（H2O）2,并分别以2,2’-联吡啶（Bipy）,1,10-邻菲啰啉（Phen）,以及三苯基氧化磷（TPPO）为第二配体合成了铽的三元配合物Tb（N-PA）3（TPPO）2, Tb（N-PA）3Bipy及Tb（N-PA）3Phen。通过红外光谱（IR）及x-ray衍射（XRD）、紫外吸收以及荧光光谱表征,发现该系列配合物均发射配体敏化的Tb3+绿色荧光,荧光强度按Tb（N-PA）3（TPPO）2, Tb（N-PA）3Bipy, Tb（N-PA）3（H2O）2以及Tb（N-PA）3Phen的顺序递减。不同的第二配体对铽配合物的发光性能影响不同,三苯基氧化磷和2,2’-联吡啶增强了N-苯基邻氨基苯甲酸铽配合物的荧光强度,而1,10-邻菲啰啉却起减弱的作用。通过综合分析紫外和荧光表征结果发现,这种现象不仅和第二配体三重态能级与铽离子共振能级间的能级差有关,而且还和配体的结构有关。以呋喃甲酸为第一配体（L1）,2,2’-联吡啶（Bipy）和1,10-邻菲啰啉（Phen）为第二配体（L2）合成了铽配合物Tb（FURA）3Bipy和Tb（FURA）3Phen。通过IR及XRD、紫外吸收以及荧光光谱表征,并与Tb（N-PA）3Bipy和Tb（N-PA）3Phen的相关性质进行了相应的比较。通过对配体对铽配合物发光的影响及作用机理的研究,以及L1和L2之存在的相互影响的分析发现不同的L2对配合物的发光性能影响不同,对1,10-邻菲啰啉铽配合物,2,2’-联吡啶显著增强了N-苯基邻氨基苯甲酸铽配合物的荧光强度,而减弱了呋喃甲酸铽配合物的荧光强度。这一结果表明配合物的荧光性能是第一配体和第二配体协同作用的结果,设计合成高性能的铽发光配合物应合理选择铽的配伍。本文成功合成了并五苯醌,并五苯以及6,13-二苯基并五苯,用红外光谱、核磁、XRD、紫外-可见吸收、荧光光谱等方法表征了这三种化合物。结果表明并五苯醌及6,13-二苯基并五苯都是综合性能较好的发光材料,其中并五苯醌发射较纯的黄光,6,13-二苯基并五苯发射紫色和红色的复合光。在并五苯上引入取代基后,化合物的溶解性有了明显的提高,稳定性也有所增强。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 稀土配合物简介
• 1.1.1 稀土元素及其发光效应
• 1.1.2 稀土有机配合物发光材料
• 1.1.3 稀土有机配合物光致发光机理
• 1.1.4 发光稀土配合物的应用
• 1.2 稀土配合物发光材料的研究进展
• 1.2.1 稀土配合物调变配体的研究进展
• 1.2.2 稀土配合物调变稀土离子的研究进展
• 1.2.3 稀土配合物其他荧光增强方法的研究进展
• 1.3 有机半导体材料的研究背景
• 1.3.1 有机半导体简介
• 1.3.2 有机半导体材料的发展
• 1.4 并五苯及其衍生物研究进展
• 1.4.1 并五苯及其衍生物简介
• 1.4.2 并五苯及其衍生物的合成进展
• 1.4.3 取代基对并五苯的影响
• 1.4.4 并五苯及其衍生物的应用
• 1.5 论文研究的目的和意义
• 第二章 铽N-苯基邻氨基苯甲酸配合物的合成及第二配体对其发光性能的影响机理研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 化学试剂
• 2.2.2 仪器和设备
• 2.2.3 铽N-苯基邻氨基苯甲酸配合物的合成
• 2.2.4 铽N-苯基邻氨基苯甲酸配合物的表征
• 2.3 结果及讨论
• 2.3.1 铽N-苯基邻氨基苯甲酸配合物红外测试结果
• 2.3.2 铽N-苯基邻氨基苯甲酸配合物紫外测试结果
• 2.3.3 铽N-苯基邻氨基苯甲酸配合物荧光测试结果
• 2.3.4 第二配体对铽N-苯基邻氨基苯甲酸配合物荧光影响机理的研究
• 2.4 小结
• 第三章 铽呋喃甲酸配合物的合成及配体对稀土配合物的影响机理探讨
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 化学试剂
• 3.2.2 仪器和设备
• 3.2.3 铽呋喃甲酸配合物的合成
• 3.2.4 铽呋喃甲酸配合物的表征
• 3.3 结果及讨论
• 3.3.1 铽呋喃甲酸配合物红外测试结果
• 3L₂和Tb（N-PA）₃L₂的XRD测试结果'>3.3.2 配合物Tb（FURA）₃L₂和Tb（N-PA）₃L₂的XRD测试结果
• 3L₂和Tb（N-PA）₃L₂紫外测试结果比较'>3.3.3 配合物Tb（FURA）₃L₂和Tb（N-PA）₃L₂紫外测试结果比较
• 3.3.4 荧光测试结果
• 2时L₁对铽配合物发光的影响'>3.3.5 相同L₂时L₁对铽配合物发光的影响
• 1时L₂对铽配合物发光的影响'>3.3.6 相同L₁时L₂对铽配合物发光的影响
• 3.3.7 第一和第二配体对铽配合物荧光的协同影响机理讨论
• 3.4 小结
• 第四章 并五苯及其衍生物的制备与性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 化学试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 并五苯醌的合成
• 4.2.4 四氢呋喃的除水
• 4.2.5 并五苯的合成
• 4.2.6 格氏试剂的制备
• 4.2.7 6,13-二苯基并五苯的合成
• 4.2.8 6,13-二苯基并五苯的提纯
• 4.2.9 6,13-二苯基并五苯衍生物中间产物的脱水机理
• 4.2.10 并五苯及其衍生物的表征
• 4.3 结果及讨论
• 4.3.1 熔点测试结果以及基本物性比较
• 4.3.2 并五苯醌的红外表征结果
• 1H）表征结果'>4.3.3 并五苯醌的核磁（¹H）表征结果
• 4.3.4 并五苯醌的XRD表征结果
• 4.3.5 并五苯醌的紫外表征结果
• 4.3.6 并五苯醌的荧光表征结果
• 4.3.7 并五苯的红外表征结果
• 4.3.8 并五苯的XRD表征结果
• 4.3.9 6,13-二苯基并五苯（DPP）的红外表征结果
• 1H）表征结果'>4.3.10 DPP的核磁（¹H）表征结果
• 4.3.11 格氏试剂用量对DPP合成反应的影响
• 4.3.12 并五苯与DPP的溶解度测试结果
• 4.3.13 DPP的XRD表征结果
• 4.3.14 DPP的紫外-可见吸收和荧光表征结果
• 4.3.15 DPP光氧化产物的研究
• 4.3.16 DPP与并五苯的稳定性比较
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介