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多金属氧酸盐(简称多酸)具有丰富多样的拓扑结构和富氧性表面,能够提供孤对电子与d-和f-金属离子形成共价键,构筑结构多样的多酸衍生物。稀土离子本身具有独特的4f电子层,在磁性、光学等领域具有潜在的研究和应用价值。稀土离子的6s或5d空轨道能够接受来自多酸构筑块氧原子上的孤对电子形成共价键,构筑多酸基稀土衍生物。多酸基稀土衍生物兼具多酸组分和稀土离子的优点,如高稳定性、丰富的拓扑结构、高发光效率、长荧光寿命等,在催化、光学、磁性、材料科学等领域具有潜在的应用价值,具有广阔的应用前景。基于多酸基稀土衍生物的优点和良好应用前景,本文用[P2W19O69(H2O)]14_和[P2W15O56]12-前驱体、稀土离子和有机功能基团在水溶液中反应,通过调控反应物的化学计量比、反应物的种类和反应体系的pH值等条件,合成了一系列多酸基稀土衍生物,并通过反应物中不同稀土离子的掺杂,成功合成了稀土离子掺杂的多酸稀土衍生物,并对它们的光致发光性能进行了探究。(1)以已经报道的双酒石酸桥连的多酸稀土衍生物为母版,成功合成了一系列基于Dy3+/Er3+,Tm3+/Dy3+离子掺杂的多酸稀土衍生物。在Dy3+/Er3+掺杂的多酸稀土衍生物中,探究了该系列化合物不同Dy3+/Er3+掺杂比例时的荧光强度和光稳定性。在Tm3+/Dy3+掺杂的多酸稀土衍生物中,探究了该系列化合物的荧光光切换行为,并且化合物Tm0.80/Dyo.20-POM能够发射白光。(2)以[P2W19O69(H2O)]14_前驱体、稀土离子和有机羧酸反应,合成了一系列苯甲酸和对轻基苯甲酸修饰单缺位Keggin型多酸基稀土衍生物,研究了苯甲酸修饰的多酸稀土衍生物的固态荧光发光行为和Eu3+/Tb3+/Tm3+三稀土离子掺杂的多酸稀土衍生物的荧光白光发光行为。此外,研究了对羧基苯甲酸修饰的多酸稀土衍生物的溶液荧光发光行为,并作为荧光探针检测溶液中的金属离子,检测Cr3+金属离子,发生荧光淬灭现象,检测Ca2+金属离子,发生荧光增强现象。(3)用[α2-P2W15O56]12-前驱体和稀土离子在水热条件下合成了三例基于[α2-P2W17O61]10-单元的多酸稀土衍生物,并用红外光谱、粉末衍射、元素分析、X射线单晶衍射等物理化学的方法对该系列化合物进行结构表征。晶体结构研究表明,在{Ln(H2O)7[Ln2(H2O)7(α2-P2W17O61)2]}11-聚阴离子中,其中两个 Ln3+离子嵌入到[α2-P2W17O61]10)-单元的缺位位置,并作为“桥”形成一维“Z”型链状结构,另外一个Ln3+离子把相邻的一维“Z”型链状结构连接起来,形成二维网状结构。在基于Pr3+离子的多酸稀土衍生物中,Pr3+离子的荧光发射强度比较弱的原因是化合物中Pr-W电荷转移造成的非辐射损失影响着Pr3+离子的荧光发射强度。