含芳基的β-二酮及其铕配合物的合成和发光性质的研究
本文关键词:含芳基的β-二酮及其铕配合物的合成和发光性质的研究
【摘要】:本文以杂芴(氧芴(二苯并呋喃)或硫芴(二苯并噻吩))和乙酰氯经酰基化反应,得到单取代的乙酰基杂芴,再经克莱森酮酯缩合反应合成了10个含芳环基的刚性结构的新的β-二酮配体:2-(3-对氯苯基-1,3-丙二酮基)-二苯并呋喃(HL~1),2-(3-对氯苯基-1,3-丙二酮基)-二苯并噻吩(HL~2),2-(3-对甲苯基-1,3-丙二酮基)-二苯并呋喃(HL~3),2-(3-对甲苯基-1,3-丙二酮基)-二苯并噻吩(HL~4),2-(3-苯基-1,3-丙二酮基)-二苯并呋喃(HL~5),2-(3-苯基-1,3-丙二酮基)-二苯并噻吩(HL~6),2-(3-(2-喹啉基)-1,3-丙二酮基)-二苯并呋喃(HL~7),2-[3-(2-喹啉基)-1,3-丙二酮基)]-二苯并噻吩(HL~8),2-(3-(2-萘基)-1,3-丙二酮基)-二苯并呋喃(HL~9),2-(3-(2-萘基)-1,3-丙二酮基)-二苯并噻吩(HL~10)。所有配体的结构及性质均经过NMR光谱、MS、红外光谱和紫外—可见吸收光谱等分析手段进行了确认和表征。结果表明:所有配体在固态或溶剂中均是以酮式和烯醇式互变异构结构的形式共存,且以烯醇式结构为主。本文合成了上述配体的二元配合物LnL_3~n·2H_2O(Ln=Eu,Sm,Tb,Dy,n=1~10),及以bipy(2,2’-联吡啶)、phen(1,10-邻菲罗啉)为第二配体的铕(Ⅲ)的三元配合物,采用紫外—可见光谱、红外光谱及差热—热重分析等表征手段分析与确认了铕的配合物的结构和组成,并通过上述配合物的荧光光谱研究了其光致发光性能。图谱表明:所有铕的配合物均发射出三价铕离子的特征荧光,并以5D0→7F2跃迁,即电偶极跃迁为主,发射波长为613 nm处的特征红光。同时发现,这10个配体的Tb(Ⅲ)离子、Dy(Ⅲ)离子和Sm(Ⅲ)离子的二元配合物,其荧光光谱没有出现Tb(Ⅲ)离子、Dy(Ⅲ)离子和Sm(Ⅲ)离子的特征发光,这表明Sm(Ⅲ)离子(Dy(Ⅲ)离子或Tb(Ⅲ)离子)离子最低激发态能级与配体的三重态能级不相匹配,因此配体不能有效地把电子能传送给上述稀土离子,使其发光,即配体对这些稀土离子不存在敏化作用。合成了以Eu L_3~2·phen为体系掺杂稀土离子Sm(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)的掺杂配合物。通过IR和TG-DTA等表征手段对掺杂配合物的结构及性质进行了分析,并研究了其光致发光性能。荧光光谱分析表明:荧光稀土离子的掺入并没有改变配合物的配位结构,只影响其发光强度,而且不同的稀土离子掺杂对配合物的发光性能影响不同;同时发现,掺杂稀土离子最低激发态能级与配体的三重态电子能级相匹配程度在稀土配合物发光中起着重要作用。
【关键词】:β-二酮 铕(Ⅲ) 配合物 荧光 掺杂
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O641.4
【目录】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-10
- 第一章 前言10-18
- 1.1 稀土配合物发光的概述10-12
- 1.1.1 稀土配合物的发光机理10-11
- 1.1.2 提高稀土配合物荧光强度的几个途径11-12
- 1.2 稀土β-二酮配合物的研究进展12-16
- 1.3 稀土β-二酮配合物的应用16-17
- 1.4 本课题的提出及意义17-18
- 第二章 配体的合成及表征18-36
- 2.1 实验试剂与仪器18-19
- 2.2 表征方法19-20
- 2.3 配体HL~1-HL~(10)的合成20-24
- 2.4 中间体与配体的表征24-34
- 2.4.1 中间体及配体的表征数据24-27
- 2.4.2 配体的溶解性27
- 2.4.3 NMR波谱的分析27-30
- 2.4.4 质谱30
- 2.4.5 配体的红外光谱30-32
- 2.4.6 紫外—可见吸收光谱32-33
- 2.4.7 荧光光谱33-34
- 2.5 小结34-36
- 第三章 铕配合物的合成、表征及荧光分析36-60
- 3.1 铕配合物的合成36-37
- 3.1.1 LnCl_3(Ln = Eu, Sm, Tb, Dy)乙醇溶液的制备36
- 3.1.2 二元配合物LnL_3~(1-10)·2H_2O(Ln = Eu, Sm, Tb, Dy)的合成36
- 3.1.3 三元配合物EuLnL_3~(1-10)·phen(或EuL_3~(1-10)·biby)的合成36-37
- 3.2 铕配合物的结构表征37-52
- 3.2.1 红外光谱分析37-39
- 3.2.2 差热-热重分析39-40
- 3.2.3 紫外-可见光谱分析40-41
- 3.2.4 荧光光谱分析41-52
- 3.3 掺杂配合物的合成及其光致发光性能研究52-58
- 3.3.1 掺杂稀土配合物Eu_(1-x)Ln)xL_3~2·phen (Ln = Sm, Tb)的合成52-53
- 3.3.2 掺杂稀土配合物的结构表征53-58
- 3.3.2.1 红外光谱分析53-54
- 3.3.2.2 差热-热重分析54
- 3.3.2.3 荧光分析54-58
- 3.4 本章小结58-60
- 第四章 结论60-62
- 参考文献62-68
- 致谢68-70
- 附录A:攻读硕士学位期间发表的论文70-72
- 附录B:谱图72-87
【参考文献】
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,本文编号:698640
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