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稀土配合物多面体笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)杂化发光材料的制备及发光性能研究

徐倩倩  
【摘要】:稀土杂化材料因其优异的光学性能,使其在显示显像、新光源及检测等领域有着潜在应用价值。但找到一种简单且环保的制备工艺仍是一个具有挑战性的课题。将多面体笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)引入到发光材料当中,可以使发光基团的聚集减少,提高光色纯度和发光性能,还可增强发光材料的光热稳定性,因此多面体笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)可作为稀土杂化发光材料的理想基质。本文主要致力于新物质,新结构,新形貌的研究。主要内容如下:(1)利用多面体笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)的R基可设计性,将α-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)以“盖帽”的形式将七个硅的低聚倍半硅氧烷1,3,5,7,9,11,14-七异丁基三环[7.3.3.15,11]七硅氧烷-内-3,7,14-三醇(T)补角形成八个硅的笼型低聚倍半硅氧烷。另外,通过APTES的缩合形成八氨基的笼型低聚倍半硅氧烷。分别以上述两种笼型低聚倍半硅氧烷为基体,对醛基苯甲酸为配体,与稀土Tb~(3+)配位,分别得到两种新型的有机-无机杂化材料。二者较纯配合物而言,光、热稳定性有了显著的提高。(2)POSS-NH_2极易溶于无水乙醇,与吡啶-2,6-二羧酸中的羧基通过分子间氢键作用相结合,并与稀土配位后形成的杂化发光材料极易溶于水且发光性能较好,同时具有优异的光、热稳定性,而且对Cu~(2+)还表现出高度的敏感性和选择性,为微量Cu~(2+)检测奠定了坚实的基础。同时,研究了Eu和Tb的摩尔比对它们的荧光性质的影响,结果证明该材料可发射由红经黄到绿的多色荧光。该制备过程简单、经济、环保,为高效发光材料的理性设计提供了思路和基础。


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