含Sm3+配合物及其荧光共聚物的制备与性能研究

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由于稀土离子的独特电子层结构,稀土有机发光材料具有发光强度高、颜色纯正、荧光效率高谱线丰富等优点而被广泛的运用。而稀土高分子发光材料相比于稀土小分子发光材料具有原料丰富、稳定性好、质量轻、成本低、成型加工容易等优点,因此将稀土小分子发光材料高分子化是近些年来人们研究的热点。本文的研究工作以合成含稀土配合物聚合物发光材料为目标,从合成具有聚合活性的稀土配合物着手,制备了具有荧光性能的高分子共聚物。论文主要研究内容如下:1.含Sm3+配合物的合成及性能研究以氧化钐、α-甲基丙烯酸、1,10-邻菲罗啉、8-羟基喹啉为原料,以DMF为溶剂,采用共沉淀的方法制备了一系列含钐的发光配合物,通过红外吸收光谱(IR)和紫外吸收光谱(UV)确定了配合物的结构和组成,通过场发射扫描电镜(FESEM)研究了配合物的形貌,通过X-射线粉末衍射(XRD)和同步热分析仪(STA)分别研究了配合物的结晶性能和热稳定性能,通过荧光光谱仪测试了配合物的荧光性能,并研究了不同配体配合物的发光性能及发光机理。2. PS-co-Sm(MAA)3phen共聚物制备及性能研究选用了自制的具有聚合活性的含钐荧光配合物Sm(M AA)3phen、苯乙烯(St)作为单体,以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,采用自由基溶液聚合的方法,制备了一系列不同Sm3+含量的PS-co-Sm(MAA)3phen荧光共聚物材料,对其相关物理、化学性能进行了研究。通过外吸收光谱(IR)和紫外吸收光谱(UV)测试了共聚物的结构,表明配合物Sm(MAA)3phen与苯乙烯单体是以键合的方式结合的,通过X-射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(FESEM)研究了共聚物的结晶性能和共聚物的形貌,通过差示扫描量热仪(DSC)和同步热分析仪(STA)测试了共聚物的热稳定性能,通过荧光光谱仪测试了共聚物的荧光性能,表明共聚物的荧光发射与配合物Sm(MAA)3phen的荧光发射性能一致,为稀土Sm3+离子的特征发射,且随着配合物含量的增加共聚物的荧光性能增强,没有出现浓度猝灭现象。3. PS-co-Sm(Ox)2MAA共聚物制备及性能研究以配合物Sm(MAA)3、苯乙烯(St)为单体,以DMSO为溶剂,通过溶液聚合的方法得到共聚物PS-co-Sm(MAA)3,将所得到的PS-co-Sm(MAA)3溶于四氢呋喃中与8-羟基喹啉配位得到共聚物PS-co-Sm(Ox)2MAA,通过红外吸收光谱、紫外吸收光谱、X-射线粉末衍射对共聚物的结构和结晶性能进行了表征,表明通过先聚合后配合的方法得到了共聚物PS-co-Sm(Ox)2MAA,它的结构与纯的PS相似,采用差示扫描量热仪(DSC)测试了共聚物的热稳定性。通过荧光光谱仪测试了共聚物的荧光性能,研究结果表明共聚物PS-co-Sm(Ox)2MAA在375nm的激发波长下共聚物的发射波长450nm左右,为稀土离子微扰配体发光且随着配合物含量的增加共聚物的荧光强度逐渐增大。本文的研究意义在于一方面对含Sm3+的配合物的及其共聚物的荧光性能做了系统的研究,另一方面对8-羟基喹啉稀土配合物及其共聚物的光致发光性能做了系统的研究为其在电致发光材料方面的应用打好基础。
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