2,4,6-三吡啶基三嗪稀土配合物的合成、表征及荧光性能研究

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本文首次合成并表征了稀土高氯酸盐与2,4,6-三吡啶基三嗪的配合物,稀土氯化物与2,4,6-三吡啶基三嗪的配合物以及稀土氯化物、2,4,6-三吡啶基三嗪和苯甲酸的配合物;并测定了配合物Eu(C6H5COO)3(TPTZ)(H2O)、[Tb(TPTZ)(H2O)6]·Cl3和[Tb0.1Gd0.9(TPTZ)(H2O)6]·Cl3的晶体结构。经元素分析、稀土络合滴定及差热-热重分析表明:稀土高氯酸盐与2,4,6-三吡啶基三嗪配合物的组成为Re(TPTZ)2(ClO43(Re=Eu,Tb,Sm,Dy);稀土氯化物与2,4,6-三吡啶基三嗪的配合物组成为Re(TPTZ)Cl3·3H2O Re=Eu,Tb,Sm,Dy),异核配合物的组成为Tb0.5Ln0.5(TPTZ)Cl·3H2O(Ln=Gd,Y,La),及不同比例掺杂的铽钆系列配合物组成为TbxLny(TPTZ)Cl3·3H2O(x:y=0.10:0.90;0.20:0.80;0.30:0.70;0.40:0.60;0.60:0.40;0.70:0.30;0.80:0.20;0.90:0.10);稀土氯化物、2,4,6-三吡啶基三嗪和苯甲酸配合物的组成为Re(C6H5COO)3(TPTZ)·4H2O(Re=Eu,Tb,Sm,Dy)。摩尔电导率测定结果表明:Re(TPTZ)2(ClO43系列配合物为1:2型电解质,表明三个ClO4-离子,其中一个在内界与稀土离子配位,另两个在外界未参与配位;Re(TPTZ)Cl3·3H2O系列配合物为1:1型电解质,三个Cl-离子,两个在内界与稀土离子配位,一个在外界未参与配位;而Re(C6H5COO)3(TPTZ)·4H2O系列的摩尔电导率较小,配合物为非电解质。红外光谱及核磁共振氢谱表明,2,4,6-三吡啶基三嗪均在主配位点上以三齿配位的形式与稀土离子配位。荧光光谱和荧光寿命测定结果表明:组成为Re(TPTZ)2(ClO43系列配合物中,铽配合物的荧光最强;组成为Re(TPTZ)Cl3·3H2O系列配合物中,同样是铽配合物的荧光强度明显强于其他稀土配合物,表明配体2,4,6-三吡啶基三嗪的三重态能级与Tb3+的最低激发态能级匹配较好,且钆离子对铽离子的发光具有敏化作用;而组成为Re(C6H5COO)3(TPTZ)·4H2O系列配合物中,铕配合物的荧光强度最强,原因是引入了第二配体苯甲酸,由于苯甲酸的三重态能级与Eu3+的最低激发态能级匹配较好,这样苯甲酸吸收能量后,将更多的能量有效地传递给了Eu3+离子,从而使Eu3+离子发出较强的荧光。X-ray单晶衍射表明,Eu(C6H5COO)3(TPTZ)(H2O)晶体属于三斜晶系,p-1空间群,配位数为9;[Tb(TPTZ)(H2O)6]·Cl3晶体属于单斜晶系,Cc空间群,配位数为9;[Tb0.1Gd0.9(TPTZ)(H2O)6]·Cl3晶体属于单斜晶系,Cc空间群,配位数为9。
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