稀土有机配合物及其复合材料的光致发光性能研究
【摘要】:稀土有机配合物由于其高发光效率、高色纯度、高稳定性等独特优点,已越来越广泛的应用于工业、农业、医药学及其它高技术产业,而这些应用研究又促进了基础学科的发展。我国具有丰富的稀土资源,深入开展稀土有机配合物的发光研究,对于发展国民经济及其高新技术产业等都有重要的意义。本论文开展了以下几方面的研究:
(1)详细考察了合成工艺条件(加料方式和加料顺序,合成温度,搅拌速度)对稀土有机三元配合物——铕-水杨酸-邻啡啰啉(Eu(Sal)_3Phen)荧光性能的影响,发现加料方式和加料顺序对Eu(Sal)_3Phen的荧光性能有较大影响;在70~30℃的温度范围内,随着合成温度的降低,Eu(Sal)_3Phen的荧光性能变好,而继续降低温度到20℃,Eu(Sal)_3Phen的荧光性能反而变弱;在搅拌速度为200~700转/分(rpm)的范围内,随着搅拌速度的加快,Eu(Sal)_3Phen的荧光性能变好、相态结构也变的较为规整,XRD测试表明结晶性好的Eu(Sal)_3Phen配合物荧光性能较好。从而得出结论:合成结构规整,结晶性好的稀土有机配合物Eu(Sal)_3Phen是提高其荧光性能的重要因素之一。
(2)通过改变配合物Eu(Sal)_xPhen中水杨酸(Sal)的个数,合成了一系列Eu(Sal)_xPhen(X=2,3,4,5,6)配合物,发现当X在2~5的范围
【关键词】:稀土有机配合物 发光材料 荧光性能 结晶性 配位数 弹性材料 【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB332
【DOI】:CNKI:CDMD:1.2006.125544
【目录】:
- 第一章 绪论22-56
- 1.1 基本概念与原理22-31
- 1.1.1 基态22
- 1.1.2 电子组态和电子状态22-23
- 1.1.3 激发态23-26
- 1.1.4 激发态与基态性质的比较26-27
- 1.1.5 荧光27-31
- 1.2 稀土有机配合物光致发光机理31-34
- 1.2.1 稀土配合物发光与稀土离子的电子跃迁31-33
- 1.2.2 Antenna效应33
- 1.2.3 稀土配合物分子内部能量传递机制33-34
- 1.3 稀土配合物的发光体系34-37
- 1.3.1 稀土-β-二酮配合物的发光体系34-35
- 1.3.2 稀土有机羧酸配合物的发光体系35-36
- 1.3.3 稀土大环配合物的发光体系36
- 1.3.4 稀土高分子配合物的发光体系36-37
- 1.4 常用的稀土发光材料的合成方法37-42
- 1.4.1 固相法37-38
- 1.4.2 溶胶—凝胶法38-40
- 1.4.3 共沉淀法40
- 1.4.4 水热法40-41
- 1.4.5 燃烧法41-42
- 1.5 稀土配合物的应用42-45
- 1.5.1 稀土光致发光配合物在微腔中的应用42-43
- 1.5.2 稀土离子荧光探针43-44
- 1.5.3 稀土发光材料的应用44-45
- 1.6 稀土农用转光材料的研究进展45-48
- 1.6.1 转光剂的类型45-47
- 1.6.2 转光材料的开发进展47-48
- 1.7 本论文研究的目的、意义及主要创新点48-50
- 1.7.1 论文研究的目的、意义48-49
- 1.7.2 论文研究的主要创新点49-50
- 1.8 本论文课题来源50-51
- 参考文献51-56
- 第二章 铕-水杨酸-邻啡啰啉配合物的合成及其工艺条件的摸索56-73
- 2.1 内容摘要56
- 2.2 前言56-57
- 2.3 试验部分57-58
- 2.3.1 试剂与原材料57
- 2.3.2 Eu(Sal)_3Phen的制备过程57-58
- 2.3.3 性能测试及仪器58
- 2.4 结果与讨论58-71
- 2.4.1 Eu(Sal)_3Phen的荧光性能58-63
- 2.4.2 Eu(Sal)_3Phen的红外光谱图(IR)63-65
- 2.4.3 Eu(Sal)_3Phen的元素分析65-66
- 2.4.4 Eu(Sal)_3Phen的相态结构分析(SEM)66-69
- 2.4.5 Eu(Sal)_3Phen的X射线衍射分析(XRD)69-71
- 2.5 结论71-72
- 参考文献72-73
- 第三章 稀土配合物Eu(Sal)_XPhen的发光性能及铕的配位数研究73-85
- 3.1 内容摘要73
- 3.2 前言73
- 3.3 试验部分73-75
- 3.3.1 试剂与原材料73-74
- 3.3.2 Eu(Sal)_XPhen的制备过程74
- 3.3.3 性能测试及仪器74-75
- 3.4 结果与讨论75-83
- 3.4.1 Eu(Sal)_XPhen(X=2,3,4,5,6)的荧光性能75-76
- 3.4.2 Eu(Sal)_XPhen(X=2,3,4,5,6)的红外光谱分析(IR)76-79
- 3.4.3 Eu(Sal)_XPhen(X=2,3,4,5,6)的元素分析79
- 3.4.4 Eu(Sal)_XPhen(X=2,3,4,5,6)的相态结构分析(SEM)79-81
- 3.4.5 Eu(Sal)_XPhen(X=2,3,4,5,6)的X射线衍射分析(XRD)81-83
- 3.5 结论83-84
- 参考文献84-85
- 第四章 稀土农用红、蓝转光材料Eu,Pr(Sal)_3Phen/LLDPE的制备及其发光性能的研究85-109
- 4.1 内容摘要85
- 4.2 前言85-86
- 4.3 试验部分86
- 4.3.1 试剂及原材料86
- 4.3.2 Eu(Sal)_3Phen的制备过程86
- 4.3.3 Eu,Pr(Sal)_3Phen/LLDPE复合材料的制备86
- 4.3.4 性能测试及仪器86
- 4.4 结果与讨论86-106
- 4.4.1 Eu(Sal)_3Phen、Pr(Sal)_3Phen以及Eu,Pr(Sal)_3Phen的性能分析86-93
- 4.4.2 Eu,Pr(Sal)_3Phen(1∶1)/LLDPE复合材料的性能分析93-103
- 4.4.3 Eu(Sal)_3Phen和Pr(Sal)_3Phen不同配比的Eu,Pr(Sal)_3Phen/LLDPE复合材料荧光性能分析103-105
- 4.4.4 Eu,Pr(Sal)_3Phen/LLDPE复合材料室外放置的荧光性能跟踪试验105-106
- 4.5 结论106-107
- 参考文献107-109
- 第五章 稀土-羧酸-邻啡啰啉配合物的合成及表征109-142
- 5.1 内容摘要109
- 5.2 前言109-110
- 5.3 试验部分110-111
- 5.3.1 试验试剂和原材料110
- 5.3.2 试验设计110-111
- 5.3.3 性能测试及仪器111
- 5.4 结果与讨论111-140
- 5.4.1 Eu(Cit)_3Phen的性能分析111-115
- 5.4.2 Eu(Cin)_3Phen的性能分析115-120
- 5.4.3 合成工艺条件对配合物Eu(Cit)_3Phen和Eu(Cin)_3Phen的性能影响120-128
- 5.4.4 Eu~(3+)∶Sm~(3+)不同配比的Eu,Sm(Sal)_3Phen的性能分析128-132
- 5.4.5 Pr(Cit)_3Phen,Pr(Sal)_3Phen和Eu(Cit)_3Phen以及它们与LLDPE复合材料的性能分析132-140
- 5.5 结论140-141
- 参考文献141-142
- 第六章 纳米二氧化硅沉淀法制备SiO_2/Eu(Sal)_3Phen杂化材料142-160
- 6.1 内容摘要142
- 6.2 前言142-143
- 6.3 试验部分143-144
- 6.3.1 试剂及原材料143
- 6.3.2 SiO_2/Eu(Sal)_3Phen无机/有机杂化材料的试验方法和步骤143-144
- 6.3.3 性能测试及仪器144
- 6.4 结果与讨论144-158
- 6.4.1 考察纳米SiO_2沉淀Eu(Sal)_3Phen时添加方式不同时对SiO_2/Eu(Sal)_3Phen杂化材料性能的影响144-149
- 6.4.2 考察纳米SiO_2沉淀Eu(Sal)_3Phen时添加量不同对SiO_2/Eu(Sal)_3Phen杂化材料性能的影响149-152
- 6.4.3 考察不同种类纳米SiO_2沉淀Eu(Sal)_3Phen制备的SiO_2/Eu(Sal)_3Phen杂化材料性能的差异152-158
- 6.5 结论158-159
- 参考文献159-160
- 第七章 弹性发绿光材料——Tb(Pht)_3Phen/橡胶(NBR、SiR)复合材料的制备和性能研究160-170
- 7.1 内容摘要160
- 7.2 前言160
- 7.3 试验部分160-161
- 7.3.1 试验试剂和原材料160-161
- 7.3.2 稀土三元配合物Tb(Pht)_3Phen的合成161
- 7.3.3 Tb(Pht)_3Phen/橡胶复合材料的制备161
- 7.3.4 性能测试及仪器161
- 7.4 结果与讨论161-168
- 7.4.1 稀土三元配合物Tb(Pht)_3Phen的红外光谱分析161-162
- 7.4.2 Tb(Pht)_3Phen的激光粒度分析162-163
- 7.4.3 Tb(Pht)_3Phen及其与橡胶复合材料的相态结构分析163-164
- 7.4.4 X射线衍射分析(XRD)164-165
- 7.4.5 荧光性能分析165-168
- 7.5 结论168-169
- 参考文献169-170
- 第八章 结论170-173
- 附录173-175
- 致谢175-176
- 攻读博士学位期间发表的学术论文176-178
- 作者和导师简介178-180
- 博士研究生学位论文答辩委员会决议书180-181
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