多齿铕基聚合物发光材料的制备及应用
发布时间：2021-02-28 20:48
稀土元素由于拥有特殊的电子层排布,使其具有独特的光物理性质,被广泛应用于新型照明光源、现代农业、信息产业、军事工业、生物影像、化学传感等领域,因此制备转换效率高且发光性能优异的材料成为了本领域内当今研究的热点。本论文主要以稀土铕离子作为发光中心,以联吡啶类衍生物、2-噻吩甲酰三氟丙酮（TTA）、二苯甲酰甲烷（DBM）为配体合成出三个系类且结构不同的铕配合物,对其在不同聚合物基中的结构、光物理性能、传感检测等进行了分析讨论,论文主要内容包括以下三部分:1)第一部分设计合成以1,4-二（[2,2’:6’,2’-三吡啶]-4’-基）苯、1,3-二（[2,2’:6’,2’-三吡啶]-4’-基）苯和TTA为配体的含有两个发光中心的双配体铕配合物,分别命名为Eu2（TTA）6-1,3-DTB和Eu2（TTA）6-1,4-DTB。为了更好的应用,将两种配合物分别以不同的比例掺杂到环境友好型聚合物聚-β-羟丁酸（PHB）基质中,通过流延成膜得到一系列铕配合物复合荧光薄膜。结果表明,Eu2（TT...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
部分Ln系三价离子能级分布图[7]
重庆理工大学硕士学位论文4图1.2“天线效应”示意图Figure1.2Schematicdiagramof“antennaeffect”.1.3.2Eu3+常用的有机小分子配体稀土铕配合物的发光效率与其相配位的有机配体有着密切的关系，Eu3+是一个拥有多配位数的稀土离子，常见的与之配位的阴离子配体是β-二酮类[20,21]，如：2-噻吩甲酰三氟丙酮（TTA）、二苯甲酰甲烷（DBM），第二配体大都为中性配体[22,23]，如：三联吡啶（tpy），2,2’-联吡啶（bpy），邻菲罗啉（Phen），二苯基邻菲罗啉（Bath）。配体的结构在天线效应过程当中对发光中心Eu3+能量的传递有着很大程度上的决定作用。本论文合成的五种铕配合物当中的有机配体均来源于以上两种有机小分子配体。以下主要对这两种配体做简单的介绍：1)β-二酮类配体：β-二酮类Eu3+配合物之所以可以受到最广泛且最密集的研究，部分原因是由于许多类型的β-二酮配体可以通过商业购买得到和易修饰，并且易与对应的铕离子配位得到相应的Eu3+配合物，同时它们具有优异的发光特性。巴西帕拉伊巴联邦大学化学系LimaGBV等[24]以1,3-β-二酮（BTFA，DBM和TTA）为主要配体，以及另外两种辅助配体合成了18种新的Eu3+配合物，经实验表征模拟得到具有高发光的固有量子产率（59.7%）Eu3+配合物Eu(BTFA)3(NB2APM)。印度科学与工业研究理事会国家跨学科科学技术研究所材料科学与技术处GeorgeTM等[25]利用合成的新型β-二酮类配体DPPFH与Eu3+配位得到的配合物Eu(DPPF)3(DDXPO))，具有较高的摩尔吸收系数（350nm下为4.25×104Lmol-1cm-1），在375nm波段辐照下的固体呈现出明亮的红光发射，且量子产率高达39%，随后将其嵌入到聚甲基丙烯酸（PMMA）基质中，形成高发光效率的薄膜，量子产率高达
重庆理工大学硕士学位论文6分别为6%和10%，在PVK基质中，量子产率下降到4%，而在PMMA薄膜中，PLQY与固相类似，而其中含Eu(MBID)3(PHEN)(11%)的PMMA薄膜的绝对光致发光量子产率最高，这使其可以在聚合物光纤方面有潜在应用。日本北海道大学HiraiY等[34]设计合成配位聚合物由Eu3+、六氟乙酰丙酮配体和噻吩基氧化磷桥组成，单个聚合物链的之字形取向引起了具有多个分子间相互作用的致密堆积的配位结构的形成，从而导致在300°C以上的热稳定性。由于Eu3+周围的非对称和低振动配位结构，它们表现出高的本征发射量子产率（约80%）。其中所涉及到的配合物结构如图1.3所示。图1.3部分铕配合物结构图Figure1.3Structuraldiagramofsomeeuropiumcomplexes.2)中性配体：多为中性有机分子，如三联吡啶(Tpy)，2,2’-联吡啶(Bpy)，邻菲罗啉(Phen)，苯并咪唑和它们的取代衍生物等。不同的中性配体不但能改变配合物的稳定性，还有可能改变配合物中载流子的传输型和本身的成膜性及发光性能。印度理工大学坎普分校化学系AbbasZ等[35]设计合成表征了六种铕铽配合物，Eu(FTPY)(TTA)3，Tb(FTPY)(TTA)3，Eu(TTPY)(TTA)3，Tb(TTPY)(TTA)3，Eu(PTPY)(T
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土铕配合物发光材料的研究进展[J]. 郭春芳. 广州化学. 2018(05)
[2]稀土配合物杂化发光材料的组装及光物理性质研究进展[J]. 徐君,刘伟生,唐瑜. 中国科学:化学. 2013(10)
[3]高效稀土发光材料[J]. 洪广言. 功能材料. 1991(02)
本文编号：3056436
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
部分Ln系三价离子能级分布图[7]
重庆理工大学硕士学位论文4图1.2“天线效应”示意图Figure1.2Schematicdiagramof“antennaeffect”.1.3.2Eu3+常用的有机小分子配体稀土铕配合物的发光效率与其相配位的有机配体有着密切的关系，Eu3+是一个拥有多配位数的稀土离子，常见的与之配位的阴离子配体是β-二酮类[20,21]，如：2-噻吩甲酰三氟丙酮（TTA）、二苯甲酰甲烷（DBM），第二配体大都为中性配体[22,23]，如：三联吡啶（tpy），2,2’-联吡啶（bpy），邻菲罗啉（Phen），二苯基邻菲罗啉（Bath）。配体的结构在天线效应过程当中对发光中心Eu3+能量的传递有着很大程度上的决定作用。本论文合成的五种铕配合物当中的有机配体均来源于以上两种有机小分子配体。以下主要对这两种配体做简单的介绍：1)β-二酮类配体：β-二酮类Eu3+配合物之所以可以受到最广泛且最密集的研究，部分原因是由于许多类型的β-二酮配体可以通过商业购买得到和易修饰，并且易与对应的铕离子配位得到相应的Eu3+配合物，同时它们具有优异的发光特性。巴西帕拉伊巴联邦大学化学系LimaGBV等[24]以1,3-β-二酮（BTFA，DBM和TTA）为主要配体，以及另外两种辅助配体合成了18种新的Eu3+配合物，经实验表征模拟得到具有高发光的固有量子产率（59.7%）Eu3+配合物Eu(BTFA)3(NB2APM)。印度科学与工业研究理事会国家跨学科科学技术研究所材料科学与技术处GeorgeTM等[25]利用合成的新型β-二酮类配体DPPFH与Eu3+配位得到的配合物Eu(DPPF)3(DDXPO))，具有较高的摩尔吸收系数（350nm下为4.25×104Lmol-1cm-1），在375nm波段辐照下的固体呈现出明亮的红光发射，且量子产率高达39%，随后将其嵌入到聚甲基丙烯酸（PMMA）基质中，形成高发光效率的薄膜，量子产率高达
重庆理工大学硕士学位论文6分别为6%和10%，在PVK基质中，量子产率下降到4%，而在PMMA薄膜中，PLQY与固相类似，而其中含Eu(MBID)3(PHEN)(11%)的PMMA薄膜的绝对光致发光量子产率最高，这使其可以在聚合物光纤方面有潜在应用。日本北海道大学HiraiY等[34]设计合成配位聚合物由Eu3+、六氟乙酰丙酮配体和噻吩基氧化磷桥组成，单个聚合物链的之字形取向引起了具有多个分子间相互作用的致密堆积的配位结构的形成，从而导致在300°C以上的热稳定性。由于Eu3+周围的非对称和低振动配位结构，它们表现出高的本征发射量子产率（约80%）。其中所涉及到的配合物结构如图1.3所示。图1.3部分铕配合物结构图Figure1.3Structuraldiagramofsomeeuropiumcomplexes.2)中性配体：多为中性有机分子，如三联吡啶(Tpy)，2,2’-联吡啶(Bpy)，邻菲罗啉(Phen)，苯并咪唑和它们的取代衍生物等。不同的中性配体不但能改变配合物的稳定性，还有可能改变配合物中载流子的传输型和本身的成膜性及发光性能。印度理工大学坎普分校化学系AbbasZ等[35]设计合成表征了六种铕铽配合物，Eu(FTPY)(TTA)3，Tb(FTPY)(TTA)3，Eu(TTPY)(TTA)3，Tb(TTPY)(TTA)3，Eu(PTPY)(T
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土铕配合物发光材料的研究进展[J]. 郭春芳. 广州化学. 2018(05)
[2]稀土配合物杂化发光材料的组装及光物理性质研究进展[J]. 徐君,刘伟生,唐瑜. 中国科学:化学. 2013(10)
[3]高效稀土发光材料[J]. 洪广言. 功能材料. 1991(02)
本文编号：3056436
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