PMMA为基质的席呋碱Zn-Nd异二核化合物杂化材料及其近红外发光性能的研究

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随着稀土离子所表现出的优良近红外发光性质在生物成像、发光二极管、激光材料等领域的不断发展,人们对具有广泛应用的新型稀土光学材料的开发与合成具有极大的兴趣。尤其在近红外发光的OLED材料的开发中,含有Nd3+离子的化合物得以广泛应用。然而,稀土离子中宇称禁阻的f-f跃迁可直接阻止光致发光的激发并且导致消光系数较低,如果引入具有强吸光能力的以及高能量传递效率的有机配体,就可以有效敏化Nd3+离子的近红外发光。考虑到其低的稳定性以及差的机械性能,往往在实际应用中将其与无机或有机基质结合起来得到掺杂或键合型杂化材料。相比之下,掺杂型杂化材料尽管前期制备容易且能解决成膜性能,但存在分散性较差及浓度淬灭的不足而在推广与应用中一定程度上受到限制。而键合型稀土高分子聚合物杂化材料由于共价键的存在,可以较好地克服这些不足。本论文基于不同刚、柔性连接基团的Salen席呋碱配体H2L1(N,N’-bis(3-methoxy. salicylidene)ethylene-1,2-diamine)及H2L2(N,N’-bis(3-methoxy-salicylidene)phenylene-1,2-diamine),合成了两个系列异二核稀土配合物[Zn(L.)(4.VP)Ln(N03)3](Ln=La,1;Ln=Nd,2;Ln=Gd,3)及[Zn(L.)(4-VP)Ln(N03)3](Ln=La,4;Ln=Nd,5;Ln=Gd,6);并得到上述化合物中钕离子发光的内量子产率和天线基团对钕离子的能量传递速率常数。其次,通过物理掺杂或加成聚合的方式,分别制备出PMMA为基质的掺杂型高分子聚合物发光杂化材料PMMA/[Zn(Ln)(4-VP)Ln(NO3)3](n=1,2)及键合型类高分子聚合物发光杂化材料Poly(MMA-Co-[Zn(Ln)(4-VP)Ln(N03)3])(n=1,2);并通过对其能量传递机理的研究来比较这两类杂化材料的性质。同时,基于乙二胺柔性连接基元的Zn2+-Nd3+化合物得到的掺杂以及键合型杂化材料:PMMA/[Zn(L1)(4.VP)Nd(N03)3]与Poly(MMA-Co-[Zn(L1)(4-VP)Nd(N03)3]),通过改变合成原料的摩尔比(1:50、1:100、1:200)来控制其掺杂及键合的Nd3+离子的浓度,探索该类材料中稀土离子浓度的自淬灭效应。
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