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Nd(Ⅲ)具有完美的四电子能级,其主要发射峰来自Nd(Ⅲ)4F3/2→4I9/2,4F3/2→4I11/2和4F3/2→4I13/2的特征跃迁,处于近红外区,分别位于893,1060和1330nm左右。因此,在通信光放大、近红外OLED显示、生物荧光免疫分析和有机螯合物激光材料等领域具有巨大的应用潜力。近年来Nd(Ⅲ)有机配合物发光材料因其易加工成型、良好的热稳定性和独特的荧光性能而引起人们的广泛关注。 本论文在前人研究的基础上,选用不同的配体分子,合成了几种性能优异的Nd(Ⅲ)-羧酸配合物Nd(BTC)·4H2O,Nd2(MTA)·6H2O和Nd2(CCA)·4H2O和Nd(Ⅲ)-β-二酮配合物Nd(BFA)3(Tppo)2,Nd(TTA)3(Tppo)2,Nd(β-NTA)3(Tppo)2,Nd(TTA)3(Tpt),Nd(TTA)3(Bipy),Nd(TTA)3(Bath),Nd(TTA)3(Tpt)2,Nd(β-NTA)3(Tpt),Nd(β-NTA)3(Bipy)和Nd(β-NTA)3(Bath),并对其化学结构、热稳定性和荧光性能进行了系统地研究。 (1)Nd(Ⅲ)-羧酸配合物 以均苯三甲酸(H3BTC),苯六甲酸(H6MTA)和环己六甲酸(H6CCA)为配体分别合成了三种不同结构的Nd(Ⅲ)-羧酸配合物Nd(BTC)·4H2O,Nd2(MTA)·6H2O和Nd2(CCA)·4H2O。实验结果表明:三种Nd(Ⅲ)-羧酸配合物热稳定性好,并对其热分解过程做了具体分析;H3BTC,H6MTA和H6CCA配体分子对Nd(Ⅲ)均有很好的敏化作用;具有更多的羧基和π-π*跃迁的H6MTA可以更好地敏化Nd(Ⅲ)。 (2)Nd(Ⅲ)-β-二酮配合物 以三种不对称结构的β-二酮4,4,4-三氟-1-苯基-1,3-丁二酮(BFA),4,4,4-三氟-1-噻吩基-1,3-丁二酮(TTA)和4,4,4-三氟-1-萘基-1,3-丁二酮(β-NTA)为第一配体,以三苯基氧膦(Tppo),2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪(Tpt),2,2-联吡啶(Bipy)和红菲绕啉(Bath)为第二配体合成十种不同结构的Nd(Ⅲ)-β-二酮配合物Nd(BFA)3(Tppo)2,Nd(TTA)3(Tppo)2,Nd(β-NTA)3(Tppo)2,Nd(TTA)3(Tpt),Nd(TTA)3(Bipy),Nd(TTA)3(Bath),Nd(TTA)3(Tpt)2,Nd(β-NTA)3(Tpt),Nd(β-NTA)3(Bipy)和Nd(β-NTA)3(Bath)。实验结果表明:Nd(TTA)3(Tppo)2的荧光寿命τobs为4.76μs,量子效率为1.90%,在PMMA中的荧光性能优于其余几种配合物,可以作为潜在的激光材料。 (3)Nd(Ⅲ)-β-二酮配合物/PMMA及液体体系 选取荧光性能最佳的Nd(TTA)3(Tppo)2,研究浓度为5×10-5mol·L-1的Nd(TTA)3(Tppo)2在四种氘代试剂重水、氘代丙酮、氘代乙腈和氘代二甲基亚砜中的荧光性能,以及浓度对Nd(TTA)3(Tppo)2荧光性能的影响,并与其在PMMA母体材料中的荧光性能比较。结果表明:在Nd(TTA)3(Tppo)2液体体系中,浓度为5×10-5mol·L-1的氘代二甲基亚砜体系的荧光强度最大,但要弱于其在PMMA母体材料中的荧光强度。