含Eu~(3+)/Tb~(3+)的桥联聚倍半硅氧烷的制备及其荧光传感性能研究

【摘要】：桥联聚倍半硅氧烷是有机-无机杂化材料中具有特殊性能的一类新型杂化材料,其单体一般是由可变的有机基团和三个功能化的硅烷基团组成的。此类材料兼具无机物和有机物的特性,使其呈现出一系列优异性能。另外,因其允许的稀土配合物的负载量较高且具有灵活的加工性能,故被认为是理想的无机基质。稀土桥联聚倍半硅氧烷现阶段的研究主要集中在发光单色性好的固态材料的结构、形貌的调控和透明薄膜的制备。基于此,本论文创新性的制备了系列荧光颜色可调的稀土桥联聚倍半硅氧烷凝胶、薄膜,并将湿凝胶用于有机胺检测。具体研究内容如下:1、设计合成了一种具有C_3对称结构的桥联单体(TMC-Si),可以同时敏化Eu~(3+)和Tb~(3+)发光。通过在合适的溶剂体系中简单混合TMC-Si和稀土离子,系列含Eu~(3+)/Tb~(3+)的桥联聚倍半硅氧烷发光凝胶Ln@BP(Ln=Eu/Tb)。通过调节Eu~(3+)/Tb~(3+)摩尔比或改变激发波长,实现了对凝胶发光色彩的大范围调控。其中,双发射发光凝胶Eu_(10)Tb_(20)@BP可作为一种有效的比率荧光传感器,依据pKa值将有机胺区分为两类,即碱性有机胺(pKa9)和非碱性有机胺(pKa5)且对芳香胺可特异性识别。该方法可有效克服单发射跃迁传感材料易受外界环境影响的缺点,为检测环境中的有机胺奠定了坚实的基础。2、将上述发光凝胶(Ln@BP)于50℃干燥数小时,制备出荧光颜色可调的干凝胶粉末(Ln@BP-x)。同样,研究了Eu~(3+)/Tb~(3+)摩尔比或激发波长对它们的荧光性质的影响,发现该材料可发射由红经黄到绿的多色荧光甚至是非常纯的白光,这在制作荧光粉、白光LED的应用上更具有商业化的潜力。此外,通过简单的滴涂法得到了均一、透明的多彩荧光薄膜(Ln@BP-f)。