铕芳香羧酸配合物的合成、晶体结构及发光性能研究

【摘要】：本论文以11种芳香羧酸为第一配体,以1,10-邻菲噣啉、2,2′-联吡啶或4,7-二苯基-1,10-邻菲噣啉为中性第二配体,合成了18种铕的三元配合物、7种含硝酸根配体的铕四元配合物和4种稀土掺杂的铕配合物。通过元素分析(C、N、H)和EDTA配位滴定,初步确定了这些配合物的组成。 用IR、UV、TG-DTG、SEM等手段对铕的配合物进行了表征和性质研究。在这些配合物中,Eu(Ⅲ)与羧基氧原子和中性配体的氮原子形成了稳定的化学键。这些配合物的热稳定性变化规律为:含4,7-二苯基-1,10-邻菲噣啉中性配体的配合物含邻菲噣啉中性配体的配合物含联吡啶中性配体的配合物。稀土掺杂配合物比相应未掺杂配合物的热稳定性有所下降。用X-射线单晶衍射测定了3个三元配合物Eu(o-MOBA)_3phen-H_2O(1)、Eu(m-MOBA)_3phen·H_2O(2)和Eu(NO_3)_3(phen)_2(3)的晶体结构。配合物1和2均以双核分子形式存在,属三斜晶系,P(?)空间群,晶胞参数分别为:(1)a=11.436(4)(?),b=12.759(4)(?),c=13.139(4)(?);α=66.818(4)°,β=83.533(4)°,γ=70.335(3)°;(2) a=10.5253(9)(?),b=11.783(1)(?),c=14.410(1)(?);α=108.915(1)°,β=94.919(1)°,γ=108.725(1)°。配合物3以单核分子形式存在,属单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数为:a=9.5259(7)(?),b=15.472(1)(?),c=17.196(2)(?);α=90°,β=93.462(1)°,γ=90°。 对这些配合物荧光光谱的研究发现,对应中心Eu(Ⅲ)各个跃迁的荧光发射峰位置基本不变,但由于配体不同或引入不同掺杂离子,各配合物的发射强度明显不同。本论文主要工作集中在:(1) 比较得出各个系列配合物中发光强度最大的配合物。(2) 研究了芳香羧酸上不同种类、不同位置的取代基对Eu(Ⅲ)发光强度的影响。(3)研究了与羧基相连的碳链长度对Eu(Ⅲ)发光强度的影响。(4) 研究了引入硝酸根形成四元配合物后,硝酸根对Eu(Ⅲ)发光强度的影响。(5) 研究了掺杂稀土离子对Eu(Ⅲ)发光强度的影响。所有这些研究,为进一步研制新的高效稀土发光材料提供了一定科学依据。