稀土配位聚合物發(fā)光材料的制備、表征及性能研究.pdf

1、近年來(lái)，稀土配位聚合物因其豐富的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及獨(dú)特的性能受到了越來(lái)越多的關(guān)注，尤其是其發(fā)光性能得到了廣泛的研究。研究表明，鑭系離子獨(dú)特的4f電子層結(jié)構(gòu)，賦予鑭系化合物卓越的發(fā)光性能，如長(zhǎng)壽命，尖銳的發(fā)射峰等。因此稀土配位聚合物發(fā)光材料在熒光探針、上轉(zhuǎn)換發(fā)光、細(xì)胞成像、生物傳感、藥物控制釋放等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，本論文主要選用含氟取代基的芳香酸作為有機(jī)配體來(lái)構(gòu)筑具有優(yōu)異發(fā)光性能的稀土配位聚合物。本論文中，我們主要采用水熱合成法及室溫?fù)]

2、發(fā)法，分別成功制備出了Yb3+，Er3+共摻雜釔基配位聚合物超結(jié)構(gòu)，銪基配位聚合物的花狀結(jié)構(gòu)及一系列稀土配位聚合物單晶，詳細(xì)研究了其發(fā)光性能，并對(duì)其可能存在的應(yīng)用進(jìn)行了探討。本論文的主要內(nèi)容如下：
　　(1)Y-CP:Yb3+, Er3+配位聚合物超結(jié)構(gòu)：合成、轉(zhuǎn)化及上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能
　　以尿囊素為有機(jī)配體，通過(guò)簡(jiǎn)單水熱合成，制備了稀土摻雜(Yb3+, Er3+)的釔基配位聚合物超結(jié)構(gòu)。同時(shí)研究了不同反應(yīng)條件下所合成產(chǎn)物，提出

3、了其可能的形成機(jī)理。以此配位聚合物為前驅(qū)體，在800 oC的空氣氣氛中煅燒4 h，得到了Y2O3:Yb3+, Er3+的超結(jié)構(gòu)。同時(shí)，研究了產(chǎn)物煅燒前、后的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。
　　(2)銪基配位聚合物花狀結(jié)構(gòu)制備及發(fā)光性能研究
　　采用Eu(NO3)3·6H2O金屬鹽，以3,4,5,6-四氟鄰苯二甲酸為有機(jī)配體，通過(guò)簡(jiǎn)便的水熱合成法，制備了銪基配位聚合物花狀結(jié)構(gòu)。通過(guò)控制反應(yīng)條件(如反應(yīng)時(shí)間、混合溶劑的組成)，制備出形貌各異的

4、產(chǎn)物。在此基礎(chǔ)上，提出了花狀結(jié)構(gòu)形成的生長(zhǎng)機(jī)理。此外，我們進(jìn)一步研究了所得配位聚合物在酸堿度不同的環(huán)境中熒光性能的變化。
　　(3)基于四氟鄰苯二甲酸構(gòu)筑的稀土配位聚合物單晶的合成與發(fā)光性能研究
　　采用Tb(NO3)3?6H2O，Eu(NO3)3·6H2O, Gd(NO3)3·6H2O金屬鹽，3,4,5,6-四氟鄰苯二甲酸為有機(jī)配體，通過(guò)室溫?fù)]發(fā)的方法成功制備出相應(yīng)的稀土配位聚合物單晶。通過(guò)單晶結(jié)構(gòu)解析可知，其晶胞參數(shù)為a

5、=14.1139(7)埃米，b=14.3166(7)埃米， c=15.0782(7)埃米，α=63.4210(10)°，β=82.0360(10)°，γ=65.4410(10)°，V=12474.1(2)埃米3，Z=1。同時(shí)對(duì)其發(fā)光性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　(4)基于2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸構(gòu)筑的一維稀土配位聚合物單晶的合成、發(fā)光性能及檢測(cè)色氨酸的研究
　　采用2,4,5-三氟-3-甲氧基苯甲酸有機(jī)配體，Tb(N

6、O3)3?6H2O，Eu(NO3)3?6H2O， Gd(NO3)3?6H2O金屬鹽在室溫?fù)]發(fā)條件下合成了一系列一維稀土配位聚合物[Ln(tfmba)3(H2O)]n(Ln= Tb, Eu, Gd)。單晶結(jié)構(gòu)解析數(shù)據(jù)表明其空間點(diǎn)陣屬于三斜晶系，其晶胞參數(shù)為： a=8.8577(8)埃米，b=12.0523(11)埃米，c=13.6494(13)埃米，α=114.2400(10)°，β=96.3570(10)°，γ=96.6170(10)°