新型多足配体稀土超分子配合物及其复合发光材料的研究

论文摘要

第一部分目前，设计与合成具有新奇结构及独特性质的功能性配合物是超分子化学研究的热点之一。稀土元素作为一类特殊的无机离子，具有优良的光学、电学和磁学性质，配位数高且多变，使得具有光、电、磁功能的稀土超分子配合物的组装成为一个具有挑战性的课题。多足配体具有结构可调和功能末端基可换等优点，一方面对稀土离子具有较好的配位选择性，能得到具有新颖结构的超分子配合物；另一方面通过调整配体的功能末端基团可以实现配合物更好的荧光性质。本论文报道了十二种以水杨酰苄胺和水杨酰胺甲基吡啶为末端基的酰胺型多足配体及其稀土配合物的合成，用元素分析、摩尔电导、IR光谱、1H NMR谱、电子光谱及X射线单晶结构分析对配体及配合物的组成、结构和成键特征进行了表征。结果表明，配体L1～L12均可与稀土离子形成稳定的配合物，而且呈多-单齿配位结构特征桥联于稀土离子之间，形成多核聚合结构。对固体粉末配合物的荧光性质研究表明，水杨酸的衍生物——水杨酰苄胺和水杨酰胺甲基吡啶作为配体的功能末端基，能够保持住水杨酸共轭发色基团对稀土离子发光的敏化作用；配体的骨架结构、功能末端基、侧臂的数目和抗衡阴离子对配合物的荧光性质均有一定影响；配体与Tb3+之间的能量传递有效，天线效应较强。所涉及的配体如下：[N，N-二（2’-苄胺甲酰基苯氧基）乙基]苄胺（L1）[N，N-二（2’-间胺甲基吡啶甲酰基苯氧基）乙基]苄胺（L2）[N，N-二（2’-苄胺甲酰基苯氧基）乙基]乙基胺（L3）[N，N-二（2’-苄胺甲酰基苯氧基）乙基]丙基胺（L4）1，2-二{N，N-二[（2’-苄胺甲酰基苯氧基）乙基]胺基}乙烷（L5）{{N’N-二[（2’-苄胺甲酰基苯氧基）乙基]胺基}二苯基}甲烷（L6）1，3，5-三甲基-2，4-二{{N，N-二[（2’-苄胺甲酰基苯氧基）乙基]胺基}甲基}苯（L7）1，2，4，5-四甲基-3，6-二{{N，N-二[（2’-苄胺甲酰基苯氧基）乙基]胺基}甲基}苯（L8）1，1，1-三[（2’-苄胺甲酰基苯氧基）甲基]丙烷（L9）2，2’，2”-三（2’-苄胺甲酰基苯氧基）三乙胺(L10)2，2’，2”-三（2’-间胺甲基吡啶甲酰基苯氧基）三乙胺(L11)2，2’，2”-三（2’-邻胺甲基吡啶甲酰基苯氧基）三乙胺(L12)第二部分稀土配合物的光、热和化学稳定性较差，限制了其在很多领域的实际应用，而无机基质材料大多具有良好的光、热和化学稳定性。因此，将二者复合，是改善稀土配合物的发光性能和光、热和化学稳定性，开发新型稀土发光材料，拓宽稀土发光配合物应用领域的新途径。目前制备复合材料所采用的基质大多是由纯无机组分组成（如SiO2凝胶），尚难以满足光学功能复合材料基质所应具备的高导热性、高透光性和良好的机械加工性能的要求，制得的发光材料的强度及机械加工性能较差。用有机材料或高分子材料作为改性剂对普通SiO2凝胶玻璃进行改性，可以改善凝胶玻璃的柔韧性，提高其机械加工性能。本论文将新制得的具有优良发光性能的羧酸类多足配体稀土配合物掺杂到SiO2凝胶基质及聚乙烯醇缩丁醛（PVB）／SiO2凝胶杂化基质中制备出新型复合发光材料。结果表明复合材料的发光性能较相应纯稀土配合物有显著改善。这种复合发光材料主-客体间的超分子作用、材料的多孔网络结构对客体配合物结构和性质的影响以及基质材料对配合物的分散、隔离和保护作用是导致这类复合材料的发光性能较相应纯配合物有明显改善的主要原因。此外，稀土配合物和PVB的掺杂量等因素对复合材料的发光性能也有一定影响。所涉及的配体如下：3，6-双[（4’-甲酸苯氧）甲基]-1，2，4，5-四甲苯(H2L13)

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 前言
• 1.1 引言
• 1.2 多足配体稀土超分子配合物的结构研究
• 1.3 多足配体稀土超分子配合物的发光性能研究
• 1.4 稀土有机配合物掺杂于溶胶-凝胶微孔基质的复合发光材料
• 1.5 本论文的选题目的和意义
• 参考文献
• 第二章 酰胺型多足配体及其稀土超分子配合物的合成、表征及荧光性质研究
• 2.1 引言
• 2.2 试剂与仪器
• 2.3 酰胺型多足配体及其稀土超分子配合物的合成与表征
• 2.4 酰胺型多足配体稀土超分子配合物的荧光性质研究
• 2.5 配体最低激发三重态能级的测定
• 2.6 小结
• 参考文献
• 附图
• 第三章 掺杂铽配合物的复合发光材料的制备与性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 试剂与测试仪器
• 3.3 配体及铽配合物的合成及表征
• 3.4 复合材料的制备
• 3.5 铽配合物的复合发光材料的表征及性能研究
• 3.6 小结
• 参考文献
• 结语
• 博士期间发表的论文
• 致谢