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稀土/桥联聚倍半硅氧烷杂化发光材料的合成与性能研究

王海艳  
【摘要】:稀土配合物量子产率高,色纯度高,荧光寿命长,谱线丰富,但其热稳定性和机械强度较差的缺点限制了它在光学等领域的应用。为了解决这个问题,一种新型的杂化材料备受关注,即桥联聚倍半硅氧烷(BPS),该种材料同时拥有有机组分和无机组分的特点,使其应用范围增大。另有一种材料也引起了人们的兴趣,即环糊精包合物。环糊精(CD)的内腔疏水,外壁亲水,它作为主体分子,可以包合各种客体分子,形成包合物。本文将β-环糊精和桥联聚倍半硅氧烷结合起来合成稀土杂化发光材料,并对其进行研究。主要内容如下:(1)以均苯四甲酸(PMA)为原料,合成均苯四甲酰氯后用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对其进行改性,再与稀土离子进行配位,通过溶胶-凝胶法合成具有三维网状结构的稀土/均苯四甲酸聚倍半硅氧烷二元杂化材料。再引入第二配体邻菲啰啉(Phen)合成三元杂化材料。表征了四种杂化材料的性能,结果表明制备的杂化材料热稳定性好,且机械强度高,三元杂化材料的荧光强度及荧光寿命高于二元杂化材料。(2)选用β-CD为主体分子,用异氰酸丙基三乙氧基硅烷(TESPIC)对其进行改性,再装入α-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA),与Eu~(3+)配位后形成杂化材料。分别以Phen和PMA作为第二配体,制备出三元杂化材料。与β-CD-TTA-Eu包合物杂化材料相比,改性后的杂化材料β-CD-TESPIC-TTA-Eu结构均一,发光强度更高,且荧光寿命延长。但加入第二配体的三元杂化材料各方面性能都没有二元杂化改性材料好。(3)以β-CD为主体分子,香豆素为客体分子,合成β-CD-香豆素-Eu包合物,再分别以Phen和PMA为第二配体合成相应的铕包合物材料。用TESPIC对β-CD进行改性后,加入香豆素,Phen和PMA分别为第二配体合成两种改性的杂化材料。在β-CD-香豆素包合物中引入第二配体Phen后形成的三元包合物发光性能、荧光寿命及均一性都有很大的提高。改性后所形成的两种杂化材料中,引入PMA的杂化材料热稳定性有所提高,荧光寿命提高,且均一性较好。


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