2-取代丁二酸—稀土配合物的合成及发光性质研究

论文摘要

本文分别以丁二酸（L1）、2-甲基丁二酸（L2）、2-亚甲基丁二酸（L3）、2-巯基丁二酸（L4）、2-溴基丁二酸（L5）、2-羟基丁二酸（L6）、左旋2-羟基丁二酸（L7）、右旋2-羟基丁二酸（L8）为第一配体,邻菲啰啉（phen）,2,2′-联吡啶（bipy）为第二配体,合成了11个系列稀土铕和铽的二元或三元配合物。通过元素分析、热重-差热分析及稀土络合滴定确定了二元配合物的组成为Ln2（L）3·4H2O （Ln = Tb,Eu;L =丁二酸及其衍生物）,三元配合物的组成为Ln2（L）3M·2H2O（M = phen,bipy）。通过红外光谱、荧光光谱研究了各个系列配合物的性质。对配合物荧光光谱进行分析,结果表明:（1）第一配体和第二配体在敏化稀土离子的发光时有个最佳配比。不同的金属离子,不同的体系最佳配比不完全一样;（2）第二配体的引入极大地增强了铽（Ⅲ）和铕（Ⅲ）配合物的发光强度。（3）配体取代基的变化对配合物荧光激发峰和发射峰的位置变化影响很小,但对配合物的荧光强度有较大影响。在不同的体系中取代基的变化对配合物荧光性质的影响不完全一样,但结果显示配合物的荧光强度基本还是随配体取代基的给电子能力的增强而增强。（4）配体手性对配合物荧光性质也有较大影响,根据实验数据我们发现两种手性配体的配合物荧光强度基本相当,但都要明显地强于外消旋配体的配合物荧光强度。引入钆、钇等合成了稀土铽的掺杂配合物（铽∶钆/钇= 10∶0～0∶10）,并测试了配合物的荧光性质。研究发现,铽与掺杂金属离子的摩尔比为7∶3时配合物的荧光强度最大。在前面实验的基础上优化出一个最佳配比,引入钇作为掺杂金属离子,phen为第二配体合成了稀土铽的四元配合物。表征了配合物的性质,并比较了二元,三元,四元配合物的荧光性质,发现四元配合物的荧光强度略大于三元配合物,但远大于二元配合物。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 稀土有机配合物的发光
• 1.1.1 稀土有机配合物发光的分类
• 1.1.2 稀土有机配合物发光的原理
• 1.2 影响稀土有机配合物荧光性能的因素
• 1.2.1 稀土离子的电子层结构影响
• 1.2.2 配体的影响
• 1.2.3 第二配体的影响
• 1.2.4 配合物所处环境的影响
• 1.2.5 稀土元素的共发光效应
• 1.3 稀土有机发光配合物的分类
• 1.3.1 β-二酮类
• 1.3.2 有机羧酸类
• 1.3.3 大环类
• 1.3.4 联吡啶、邻菲啰啉、8-羟基喹啉等及其衍生物类
• 1.4 稀土发光配合物的应用
• 1.4.1 稀土发光配合物作为发光材料的应用
• 1.4.2 稀土发光配合物作为荧光探针的应用
• 1.4.3 稀土发光配合物作为转光薄膜的应用
• 1.4.4 稀土发光配合物在近红外发光的应用
• 1.5 选题背景、意义和论文主要内容
• 1.5.1 选题背景和意义
• 1.5.2 论文的主要内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 主要仪器和试剂
• 2.2 配合物的制备
• 2.2.1 钆、钇、铕硝酸化物的制备
• 2.2.2 铽硝酸化物的制备
• 2.2.3 稀土二元配合物的制备
• 2.2.4 稀土三元配合物的制备
• 2.2.5 含手性配体的铕、铽二元配合物的制备
• 2.2.6 含手性配体的铕、铽三元配合物的制备
• 2.2.7 羟基丁二酸与phen / bipy 不同比例的稀土三元配合物的制备
• 2.2.8 掺杂钆、钇离子的铽配合物的制备
• 2.2.9 铽四元配合物的制备
• 2.3 配合物的表征
• 第三章 丁二酸衍生物铕配合物的性质
• 3.1 配合物的组成和一般性质
• 3.2 热重分析
• 3.3 红外光谱
• 3.4 配合物的荧光光谱分析
• 第四章 丁二酸衍生物铽配合物的性质
• 4.1 配合物的组成和一般性质
• 4.2 热重分析
• 4.3 红外光谱
• 4.4 配合物的荧光光谱分析
• 第五章 手性对铕、铽稀土配合物发光的影响
• 5.1 铕、铽配合物的组成和一般性质
• 5.2 热重分析
• 5.3 红外光谱
• 5.4 配合物的荧光光谱分析
• 第六章 掺杂稀土配合物的发光性质
• 6.1 掺杂配合物的制备
• 6.2 掺杂配合物的荧光光谱
• 6.2.1 配体不同比例时配合物荧光性质分析
• 6.2.2 掺杂钆、钇离子的铽掺杂配合物的荧光性质分析
• 6.2.3 四元配合物的荧光光谱分析
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A：攻读学位期间发表的学术论文
• 附录B：部分谱图