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《陕西科技大学》 2019年
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稀土钐发光材料的合成及性能

邱硕  
【摘要】:稀土有机配合物在紫外区具有很强的吸收强度,因其主要通过分子内的能量传递给稀土离子从而产生荧光发射强度,配体对提高中心稀土离子的发射强度具有极其重要的作用。因其荧光量子产率高,已广泛应用于医学检测,药物分析,环境监测和安全领域等。本论文选择稀土钐作为中心金属元素,合成了一系列的钐稀土有机三元配合物,使其成功的复合在氧化石墨烯的表面,通过加入惰性稀土元素提高其荧光强度。并对上述物质进行了性能表征。(1)通过非共价键的方式成功合成了GOSs/(Sm-Gd)BA_3Phen复合材料。苯甲酸(BA)用作第一配体,1,10-菲罗啉(Phen)用作第二协同配体,合成苯甲酸/1,10-菲罗啉钐钆异核稀土配合物,并通过π-π堆积作用在氧化石墨烯表面。复合材料分别在~4G_(5/2)→~6H_(5/2)(563 nm),~4G_(5/2)→~6H_(7/2)(596,604nm),~4G_(5/2)→~6H_(9/2)(643 nm)处发射稀土Sm的特征峰。在365 nm紫外光下产生明亮的红色荧光。通过表征方法,对复合材料的发光性能进行了探索。结果表明,复合材料的荧光强度增加了25%,荧光寿命为77.64μs。此外,我们还发现在GOSs/(Sm-Gd)BA_3Phen复合材料中,当n(Sm~(3+)):n(Gd~(3+))为5:5时获得最佳发光性质。该工作在氧化石墨烯功能材料领域具有很大的研究价值。(2)通过非共价键的方式成功合成了GOSs/(Sm-La)TTA_3Phen复合材料。α-噻吩甲酰基三氟丙酮(TTA)用作第一配体,1,10-菲罗啉(Phen)用作第二协同配体,合成α-噻吩甲酰三氟丙酮/1,10-菲罗啉钐镧异核稀土配合物,并通过π-π堆积作用在氧化石墨烯表面。复合材料分别在~4G_(5/2)→~6H_(5/2)(565nm),~4G_(5/2)→~6H_(7/2)(605,611 nm),~4G_(5/2)→~6H_(9/2)(648 nm)处发射稀土Sm的特征峰。在365 nm紫外光下产生明亮的红色荧光。通过表征方法,对复合材料的发光性能进行了探索。结果表明,复合材料的荧光强度增加了64%,荧光寿命为220.67μs。此外,我们还发现在GOSs/(Sm-La)TTA_3Phen复合材料中,当n(Sm~(3+)):n(La~(3+))为6:4时获得最佳发光性质。该工作在氧化石墨烯功能材料领域具有很大的研究价值。(3)通过非共价键的方式成功合成了GOSs/(Sm-La)DBM_3Phen复合材料。二苯甲酰甲烷(DBM)用作第一配体,1,10-菲罗啉(Phen)用作第二协同配体,合成二苯甲酰甲烷/1,10-菲罗啉钐镧异核稀土配合物,并通过π-π堆积作用在氧化石墨烯表面。通过表征方法,对复合材料的光学性质进行了探索,复合材料分别在~4G_(5/2)→~6H_(5/2)(566 nm),~4G_(5/2)→~6H_(7/2)(600,611 nm),~4G_(5/2)→~6H_(9/2)(647 nm)处发射稀土Sm的特征峰,在365 nm紫外光下产生明亮的红色荧光。结果表明,复合材料的荧光强度增加了131%,荧光寿命为121μs。此外,我们还发现GOSs/(Sm-La)DBM_3Phen复合材料具有很好的电化学性能,其电容为2.67 F。并且在GOSs/(Sm-La)DBM_3Phen复合材料中,当n(Sm~(3+)):n(La~(3+))为6:4时获得最佳发光性质。该工作在氧化石墨烯功能材料领域具有很大的研究价值。
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