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阴离子响应的铕配合物荧光探针及杂化发光材料研究

王建伟  
【摘要】:基于4f电子能级跃迁的稀土离子(特别是Eu3+和Tb3+)的配合物具有优良的光致发光特性。结合课题组已有的工作,本论文设计合成了一种喹啉-酰胺型配体及其稀土配合物,在结构表征的基础上,研究了铕配合物在固态下的荧光性质以及在无水乙腈溶液中对阴离子的选择性识别作用;为了增强稀土配合物的光、热稳定性,并研究基质结构对材料光物理性质的影响,引入Si02纳米颗粒和介孔分子筛SBA-15作为基质,组装出新型稀土杂化发光材料,并探讨了基质对杂化材料发光性能的影响作用。 本论文共分为四部分: 1.对稀土发光配合物以及杂化发光材料的研究进展进行了简要综述。 2.设计合成了以8-羟基喹啉为中心骨架的喹啉-酰胺型配体2-(4-(烯丙氧基)甲基)-1,3-二氧戊环-2-基)喹啉-8-氧代-N,N-二异丙基乙酰胺(L)及其稀土配合物,用元素分析、核磁共振谱、质谱、红外光谱、摩尔电导和X-射线单晶衍射等手段对配体和配合物的组成和结构进行了表征。配合物[EuL(NO3)3]的晶体结构分析表明,配体中的三个氧原子和一个氮原子以类环状结构与中心Eu3+离子螯合配位。在此基础上,对配合物的固体和溶液荧光性质进行了研究。 3.以配合物[Eu-L](CF3SO3)3为荧光探针,研究了其在溶液中的阴离子识别作用,发现该配合物能在乙腈溶液中选择性识别NO3-(?)口C1-。紫外、荧光滴定以及Job曲线分析表明,配体L与Eu(NO3)3和EuCl3在乙腈溶液中容易形成稳定的1:1型配合物。基于配合物在乙腈溶液中的性质和配合物的晶体结构,推测出一种合理的[Eu-L](CF3SO3)3荧光探针对N03-和C1-的响应机制。 4.以Si02纳米颗粒和介孔分子筛SBA-15为无机基质,通过硫醇烯反应将配体L以共价键的形式固载于基质上,然后按一定比例引入硝酸铕,从而组装出新型Eu(Ⅲ)配合物杂化发光材料。用X-射线粉末衍射、透射电镜、热重分析和固体紫外光谱对两种铕配合物发光材料进行了固载量和微结构表征,并探讨了基质结构对材料荧光强度和热稳定性的影响。 所本论文所涉及的有机物及杂化发光材料: P:2-(4-(烯丙氧基)甲基)-1,3-二氧戊环-2-基)喹啉-8-醇 L:2-(4-(烯丙氧基)甲基)-1,3-二氧戊环-2-基)喹啉-8-氧代-N,N-二异丙基乙酰胺 Matrix-L-Eu(NO3)3:SiO2(?)内米颗粒或介孔SBA-15基质Eu配合物杂化发光材料


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