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反应型铽、铕三元荧光配合物及其高分子荧光配合物的合成与性能研究

郭栋才  
【摘要】:稀土元素因其特殊的电子结构而具有光、电、磁等特性,且通过与配体的相互作用,还可以在很大程度上改变、修饰和增强这些特性。而合成高分子化合物具有原料丰富、合成方便、成型加工容易、抗冲击能力强、重量轻和成本低等许多优点。若能将两者的优良特性结合起来,合成出稀土高分子荧光配合物,可望开发出在发光、显示、军事伪装、电子光刻蚀及大阳能转换等领域有着重大的应用价值的稀土高分子功能材料。同时,稀土高分子荧光配合物的制备在理论上属于稀土发光-有机配位基光敏-功能高分子合成的交叉研究领域。故开展这一领域的研究具有重要的理论意义和广阔的应用前景。 本论文以设计和合成具有良好发光性能的稀土高分子荧光配合物为目标,采用先配合再聚合的技术路线,先合成出了一系列新的具有良好发光性能的反应型稀土(铽、铕)三元荧光配合物,再将其与其它合成单体共聚制备出了一系列新的稀土(铽、铕)高分子荧光配合物。通过元素分析和EDTA配位滴定确定它们的组成;利用红外光谱、紫外光谱仪对它们的结构进行了表征;用热分析仪研究了它们的热性能,并探讨了反应型铕、铽三元荧光配合物影响高分子基质热稳定性的机理;采用荧光光谱仪研究了它们的发光性能,并分析了反应型配体在其配合物的发光过程中的“协同效应”;采用回归分析法研究了铕、铽高分子荧光配合物的发光强度与其配合物单体含量之间的关系;探讨了高分子基质对铕、铽高分子荧光配合物发光的协同作用机理。 本论文的主要工作: 1、首次合成了52个反应型铽、铕三元荧光配合物。其荧光光谱特征与配体无关,分别发出了Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)的特征绿光与红光;配体向中心Tb(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)传递能量的能力与其配位环境有关,同一反应型配体在不同配合物里产生“协同效应”的能力不同;发现了芳香羧酸向铽、铕传递能量的规律;筛选出了热稳定性最好、发光强度最高的反应型铽、铕三元荧光配合物。 2、采用先配合再聚合的合成技术路线,首次制备了55种新的铽、铕高分子荧光配合物。在本论文实验范围内,所合成的铽、铕高分子荧光配合物的发光强度均随配合物单体含量的增加而增大,其发光强


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