基于β-二酮—席呋碱-Ln配合物的掺杂与共聚杂化发光材料的研究

发布时间：2017-09-25 22:15

  本文关键词：基于β-二酮—席呋碱-Ln配合物的掺杂与共聚杂化发光材料的研究

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【摘要】：本论文依托合成得到的Salen类席呋碱配体H2L~1 (H2L~1= N,N'-Bis(salicylidene)cyclohexane-1,2-diamine)和两个β-二酮类配体HL2 (HL2= (Z)-3-methyl-1-phenyl-4-(2,2,2-trifluoro-l-hydroxyethylidene)-1H-pyrazol-5(4H)-one)与HL3 (HL3=4,4,4-trifluoro-l-(thiophen-2-yl)butane-l,3-dione),分别与Zn(OAc)2·2H2O、 LnCl3·6H2O (Ln=La, Nd, Yb, Er, Eu, Tb或Gd)在Py (Py=pyridine)或4-vinyl-Py (4-vinyl-Py=4-viny1-pyridine)存在的条件下自组装,分别得到三个系列的18个新的异二核稀土配合物：系列一[Zn(L~1)(Py)Ln(L2)3](Ln=La,1; Nd,2; Yb,3; Er,4; Gd,5; Eu,6; Tb,7)；系列二[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L2)3] (Ln=La,8; Nd,9; Yb,10; Er,11; Gd,12; Eu,13; Tb,14)及系列三[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L3)3] (Ln=La,15; Gd,16; Eu,17; Tb,18)。在对上述18个配合物通过采用元素分析(EA)、傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)及X-射线单晶衍谢(XRD)等结构表征的基础上,重点研究了其光物理性能。首先,将系列一中配合物[Zn(L~1)(Py)Ln(L2)3] (Ln=La,1; Nd,2; Yb,3; Er,4; Gd,5)物理掺杂于EMMA (poly(methyl methacrylate))制备得到杂化材料PMMA@[Zn(L~1)(Py)Ln(L2)3] (Ln=La,1; Nd,2; Yb,3; Er,4; Gd,5)。其次,利用系列二[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L2)3] (Ln=La,8; Nd,9; Yb,10; Er,11; Gd,12; Eu,13; Tb,14)及系列三[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L3)3] (Ln=La,15; Gd,16; Eu,17; Tb,18)配合物单体上vinyl的存在,在AIBN (2,2-azobisisobutyronitrile)催化作用下,分别与MMA (methyl methacrylate)、NVK (vinyl-carbazole)或ST (styrene)二元自由基共聚合,得到系列PMMA、 PVK或PS支撑的键合型杂化材料Poly(MMA-co-[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L2)3]) (Ln=La, 8; Nd,9; Yb,10; Er,11; Gd,12)与Poly(MMA-co-[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L3)3]) (Ln=La, 15; Gd,16; Eu,17)、Poly(NVK-co-[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L3)3]) (Ln=La,15; Gd,16; Eu,17)和 Poly(ST-co-[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L3)3]) (Ln=La,15; Gd,16; Eu,17)。此外,在利用傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、X-射线粉末衍射(PXRD)及凝胶渗透色谱(GPC)等手段对杂化材料进行了表征的基础上,重点研究了其光物理性能及热稳定性能。
【关键词】：Salen类席呋碱 β-二酮 物理掺杂 化学键合 稀土杂化发光材料
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ422;O641.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 稀土发光材料的研究11-15
• 1.2.1 稀土配合物的敏化机理及能量传递过程11-13
• 1.2.2 稀土配合物的研究进展13-15
• 1.3 稀土配合物的应用15-19
• 1.3.1 物理掺杂型稀土杂化材料15-16
• 1.3.2 化学键合型稀土杂化材料16-18
• 1.3.3 电致发光器件18-19
• 1.4 研究目的和思路及创新点19-21
• 1.4.1 研究目的19
• 1.4.2 研究思路19-20
• 1.4.3 创新点20-21
• 第二章 基于β-二酮-席呋碱-Ln的异二核稀土配合物的合成、表征及其发光性能研究21-44
• 2.1 引言21
• 2.2 实验主要试剂及仪器21-22
• 2.2.1 实验主要试剂及药品21-22
• 2.2.2 实验主要仪器22
• 2.3 表征测试手段22-23
• 2.4 实验部分23-26
• 2.4.1 水杨醛席呋碱配体H_2L~1的合成23
• 2.4.2 新型β-二酮有机配体HL~2的合成23-24
• 2.4.3 前驱体[Zn(L~1)(Py)]和[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)]的合成24-25
• 2.4.4 基于配体HL~2和前驱体[Zn(L~1)(Py]和[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)]的稀土配合物的合成25-26
• 2.5 结果与讨论26-43
• 2.5.1 配体和前驱体及配合物的表征26-32
• 2.5.2 稀土配合物[Zn(L~1)(Py)Ln(L~2)_3]和[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)Ln(L~2)_3]的结构表征32-38
• 2.5.3 稀土配合物2-7和9-14的光物理性质测试结果38-41
• 2.5.4 稀土配合物2-7和9-14的光物理性质分析41-43
• 2.6 本章小结43-44
• 第三章 近红外光区异二核稀土配合物与MMA的掺杂和键合型杂化材料的表征及发光性能研究44-72
• 3.1 引言44
• 3.2 实验主要试剂及仪器44-45
• 3.2.1 实验主要试剂及药品44-45
• 3.2.2 实验主要仪器45
• 3.3 表征及测试手段45
• 3.4 实验部分45-47
• 3.4.1 以AIBN为催化剂制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)45-46
• 3.4.2 稀土配合物1-5与PMMA有机掺杂型杂化材料的合成46
• 3.4.3 稀土配合物8-12与MMA有机键合型杂化材料的合成46-47
• 3.5 结果与讨论47-65
• 3.5.1 掺杂型和键合型杂化材料的表征47-54
• 3.5.2 掺杂型和键合型杂化材料的发光性能研究54-61
• 3.5.3 能级图和能量传递过程61-63
• 3.5.4 电子结构计算63-65
• 3.6 本章小结65-66
• 附表66-72
• 第四章 可见光区异二核稀土配合物的合成及其与MMA、NVK、ST的键合型杂化材料的表征和发光性能研究72-91
• 4.1 引言72
• 4.2 实验主要试剂及仪器72-73
• 4.2.1 实验主要试剂及药品72
• 4.2.2 实验主要仪器72-73
• 4.3 实验部分73-76
• 4.3.1 基于配体HL~3和前驱体[Zn(L~1)(4-vinyl-Py)]的稀土配合物的合成73
• 4.3.2 稀土配合物15-17与MMA、NVK和ST的键合型杂化材料的合成73-76
• 4.4 结果与讨论76-89
• 4.4.1 稀土配合物15-18的表征76-78
• 4.4.2 键合型杂化材料的表征78-85
• 4.4.3 稀土配合物15-18的发光性能研究85-86
• 4.4.4 键合型杂化材料的发光性能研究86-88
• 4.4.5 能级匹配和能量传递过程88-89
• 4.5 本章小结89-91
• 结论与展望91-94
• 参考文献94-99
• 攻读硕士期间取得的成果99-100
• 致谢100

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