联吡啶氮唑三齿螯合配体稀土配合物的合成、结构与发光性能研究

发布时间：2017-07-16 06:21

  本文关键词：联吡啶氮唑三齿螯合配体稀土配合物的合成、结构与发光性能研究

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【摘要】：稀土配合物的研究,尤其是铕铽配合物越来越受到人们的重视。本文以2,2′-联吡啶四氮唑(tbpy H),4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶四氮唑(tmbpy H),3-(5-三氟甲基)-1,2,4-三氮唑-2,2′-联吡啶(ftbpy H)和3-(5-三氟甲基)-1,2,4-三氮唑-4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶(ftmbpy H),合成得到了10个单核Eu(Ⅲ),Tb(Ⅲ),Gd(Ⅲ)配合物。通过X-射线单晶衍射、紫外可见吸收光谱、红外光谱、荧光光谱等分析手段对所合成的稀土配合物进行了结构和性质研究。1.利用2,2′-联吡啶四氮唑(tbpy H),4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶四氮唑(tmbpy H),与Ln(NO_3)_3·6H_2O(Ln=Eu,Tb)反应,合成得到了[Ln(tbpy)_2-(DMF)(H_2O)_2](NO_3)[Ln=Eu(1),Tb(3),Gd(5);DMF表示N,N-二甲基甲酰胺]和[Ln(tmbpy)_2(DMF)(NO_3)][Ln=Eu(2),Tb(4),Gd(6)]。X-射线单晶衍射表明,六个配合物均呈扭曲的三帽三棱柱构型。配合物1-4均是发光的,配合物1和2的发光来自于Eu(Ⅲ)~5D_0→~7F_J(J=0-4)的电子跃迁,配合物2和4的发光来自于Tb(Ⅲ)~5D_4→~7F_J(J=6-0)的电子跃迁,配合物2和4的发光效率较配合物1和3强,主要归因于配合物1和3中两个水分子被一个硝酸根离子取代所致。配合物5和6的发光均未被检测到。2.利用三齿配体3-(5-三氟甲基)-1,2,4-三氮唑-2,2′-联吡啶(ftbpy H)和3-(5-三氟甲基)-1,2,4-三氮唑-4,4′-二甲基-2,2′-联吡啶(ftmbpy H)与Ln(NO_3)3·6H_2O(Ln=Eu,Tb)合成得到了四个配体/Ln为1:1的稀土配合物[Ln(ftbpy)(DMF)_2(NO_3)_2](7,9)和[Ln(ftmbpy)(DMF)_2(NO_3)_2](8,10)。X-射线单晶衍射表明ftbpy H和ftmbpy H三齿配体发生了1,2,4-三氮唑N-H键断裂,形成单阴离子型三齿螯合配体,与Ln(Ⅲ)进行配位,得到扭曲的三帽三棱柱构型配合物。配合物7和9的发光来自于Eu(Ⅲ)~5D_0→~7F_J(J=0-4)能级间的电子跃迁,配合物8和10的发光来自于Tb(Ⅲ)~5D_4→~7F_J(J=6-0)能级间的电子跃迁,配体的甲基化对结构和发光性质影响均很小。
【关键词】：稀土配合物 联吡啶四氮唑 联吡啶三氮唑 甲基化 发光性质
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-24
• 1.1 稀土有机配合物的发光原理及设计7-9
• 1.1.1 antenna效应7-8
• 1.1.2 稀土配合物的设计8-9
• 1.2 稀土有机配合物的研究进展9-21
• 1.2.1 稀土β-二酮类配合物9-11
• 1.2.2 稀土有机羧酸类配合物11-13
• 1.2.3 含氮芳香杂环类稀土配合物13-17
• 1.2.3.1 含氮芳香杂环多齿类配合物13-15
• 1.2.3.2 含氮芳香杂环三齿类配合物15-17
• 1.2.4 稀土大环类配合物17-20
• 1.2.5 高分子稀土有机发光材料20-21
• 1.3 稀土发光配合物的应用21-22
• 1.4 课题提出的背景和目的22
• 1.5 研究内容及创新点22-24
• 第二章 联吡啶四氮唑铕(Ⅲ)、铽(Ⅲ)、钆(Ⅲ)配合物合成与表征24-42
• 2.1 实验部分24-27
• 2.1.1 实验试剂与仪器24-25
• 2.1.2 配体和配合物 1-6 的合成25-27
• 2.2 配合物 1-6 的晶体结构的测定27-30
• 2.3 配合物的晶体结构解析30-35
• 2.3.1 配合物Eu(tbpy)_2(DMF)(H_2O)_2](NO_3)(1)的晶体结构分析30-31
• 2.3.2 配合物[Eu(tmbpy)_2(DMF)(NO_3)](2)的晶体结构分析31-32
• 2.3.3 配合物Tb(tbpy)_2(DMF)(H_2O)_2](NO_3)(3)晶体结构分析32-33
• 2.3.4 配合物[Tb(tmbpy)_2(DMF)(NO_3)](4)晶体结构分析33
• 2.3.5 配合物Gd(tbpy)_2(DMF)(H_2O)_2](NO_3)(5)晶体结构分析33-34
• 2.3.6 配合物[Gd(tmbpy)_2(DMF)(NO_3)](6)晶体结构分析34-35
• 2.4 结果与讨论35-41
• 2.4.1 配合物 1-6 的设计合成与表征35-36
• 2.4.2 配合物 1-4 的紫外可见吸收光谱36
• 2.4.3 配合物 1-4 的固态荧光寿命36-38
• 2.4.4 配合物 1-4 和配体的固态荧光38-40
• 2.4.5 配合物 1-4 的液态荧光40-41
• 2.5 结论41-42
• 第三章 联吡啶三氮唑铕(Ⅲ)、铽(Ⅲ)配合物合成与表征42-57
• 3.1 实验部分42-44
• 3.1.1 实验药品与仪器42-43
• 3.1.2 配体和配合物 7-10 的合成43-44
• 3.2 配合物 7-10 的晶体结构测定44-46
• 3.3 配合物 7-10 的晶体结构分析46-50
• 3.3.1 配合物[Eu(ftbpy)(DMF)_2(NO_3)_2](7)的晶体结构分析46-47
• 3.3.2 配合物[Eu(ftmbpy)(DMF)_2(NO_3)_2](8)的晶体结构分析47-48
• 3.3.3 配合物[Tb(ftbpy)(DMF)_2(NO_3)_2](9)晶体结构分析48-49
• 3.3.4 配合物[Tb(ftmbpy)(DMF)_2(NO_3)_2](10)的晶体结构分析49-50
• 3.4 结果与讨论50-56
• 3.4.1 配合物 7-10 的设计合成与表征50-51
• 3.4.2 配合物 7-10 的紫外吸收光谱51
• 3.4.3 配合物 7-10 固态荧光寿命51-52
• 3.4.4 配合物 7-10 的固态荧光52-54
• 3.4.5 配合物 7-10 的液态荧光54-56
• 3.5 结论56-57
• 第四章 结论57-58
• 参考文献58-63
• 致谢63-64
• 攻读学位期间研究成果64-65

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本文编号：547396