多元羧酸稀土配合物的构筑、结构和发光性质

论文摘要

近年来,设计和组装有机多羧酸的稀土配位聚合物引起越来越多的关注。由于多羧酸配体提供了丰富的配位方式,是合适的桥联配体,尤其是芳香多羧酸配体,能与稀土离子组装成1D、2D和3D结构以及具有拓扑构造或微孔结构的配位聚合物。这些配合物在磁性材料、催化材料、吸附材料和荧光探针等方面有潜在的应用价值。因此,我们以1,2-苯二乙酸和2-磺酸苯甲酸为第一配体,邻菲啰啉为第二配体，采用水热合成法合成了两个系列9种稀土配合物,通过元素分析确定了配合物的组成,用X-射线单晶衍射分析确定了配合物的结构,用红外光谱、荧光光谱及差热-热重分析等对配合物进行了进一步表征。1、1,2-苯二乙酸为配体与稀土离子组装了3个新的配合物,{[Ln2（1,2-pda）3（H2O）2]·2H2O}n（Ln = Tb（1）, Dy（2）, Ho（3）; 1,2-H2pda = 1,2-苯二乙酸）。在配合物中,1,2-苯二乙酸根采取桥联/螯合-桥联五齿和螯合-桥联/螯合-桥联六齿两种配位模式与稀土离子配位。1,2-苯二乙酸的羧基联结Ln3+离子形成1D无限链状结构,这些1D链通过1,2-苯二乙酸根进一步相互联接形成具有（6,3）拓扑构造的3D网络结构。2、2-磺酸苯甲酸为配体与稀土离子组装了6个新的配合物,{[Ln2（2-SB）3（phen）3（H2O）2]·nH2O}2 （Ln = Sm （1）, n = 3; Ln = Eu （2）, n = 2; Ln = Tb （3）, n = 2; Ln = Dy （4）, n = 2.5; Ln = Er （5）, n = 2; Ln = Y （6）, n = 2.5; 2-H2SB = 2-磺酸苯甲酸; phen = 1,10-邻菲啰啉）。在配合物中,镧系离子有两种不同的配位环境。2-SB配体以μ2-,η3-和η2-配位模式连接Ln3+离子,形成一个中心对称的四核分子。其中Sm（III）、Eu（III）、Tb（III）、Dy（III）配合物具有很好的荧光性质,它们的荧光光谱分别显示了其特征荧光跃迁。铕和铽的配合物的发光是最强的,而钐和镝的配合物的发光强度相对较弱。这是由于Sm（III）、Eu（III）、Tb（III）、Dy（III）离子的能级不同。因而,对于特定的稀土离子,可以通过选择适宜的配体来提高发光强度。同时,第二配体的引入,不仅满足稀土离子高配位数的需要,而且有效的提高了稀土离子的发光强度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 稀土的重要性和研究意义
• 1.2 稀土有机配合物荧光发光原理
• 1.2.1 稀土离子的发光特性
• 1.2.2 稀土配合物荧光发光原理
• 1.3 稀土有机配合物近红外发光原理
• 1.4 影响稀土有机配合物发光的因素
• 1.4.1 配体的影响
• 1.4.2 第二配体的影响
• 1.5 稀土羧酸配合物的配位特性
• 1.5.1 稀土离子的配位特点
• 1.5.2 羧基的配位特点
• 1.5.3 稀土羧酸配合物的结构特点
• 1.6 稀土羧酸配合物的应用
• 1.6.1 稀土配合物荧光发光的应用
• 1.6.2 微孔材料
• 1.6.3 稀土配合物近红外发光的应用
• 1.7 本课题的选题意义和研究内容
• 1.7.1 本课题的选题意义
• 1.7.2 本课题的研究内容
• 1.8 本文所用的主要化学试剂、测试手段和表征方法
• 1.8.1 主要化学试剂
• 1.8.2 主要测试手段和表征方法
• 第二章 1,2-苯二乙酸稀土配合物的晶体结构和性质
• 序言
• 实验部分
• 1.1 配合物的合成
• 2（1,2-pda）3（H₂O）₂]·2H₂O}n的合成'>1.1.1 配合物1{[Tb₂（1,2-pda）3（H₂O）₂]·2H₂O}n的合成
• 2（1,2-pda）3（H₂O）₂]·2H₂O}n的合成'>1.1.2 配合物2{[Dy₂（1,2-pda）3（H₂O）₂]·2H₂O}n的合成
• 2（1,2-pda）3（H₂O）₂]·2H₂O}n的合成'>1.1.3 配合物3{[HO₂（1,2-pda）3（H₂O）₂]·2H₂O}n的合成
• 1.2 配合物单晶衍射测定
• 实验结果与讨论
• 1.1 配合物的结构
• 1.1.1 配合物1 的结构分析
• 1.1.2 配合物2 的结构分析
• 1.1.3 配合物3 的结构分析
• 1.1.4 配合物1-3 的结构比较
• 1.2 配合物1-2 的荧光光谱
• 1.2.1 配合物1 的荧光光谱
• 1.2.2 配合物2 的荧光光谱
• 1.3 配合物的差热-热重分析
• 本章小结
• 第三章 2-磺酸苯甲酸和邻菲啰啉形成的四核稀土配合物
• 序言
• 实验部分
• 1.1 配合物的合成
• 1.2 配合物的元素分析
• 1.3 配合物的红外光谱
• 1.4 单晶衍射测定
• 实验结果与讨论
• 1.1 配合物的结构
• 1.1.1 配合物1 的结构分析
• 1.1.2 配合物2 的结构分析
• 1.1.3 配合物3 的结构分析
• 1.1.4 配合物4 的结构分析
• 1.1.5 配合物5 的结构分析
• 1.1.6 配合物6 的结构分析
• 1.1.7 配合物1-6 的结构比较
• 1.2 配合物1-4 的荧光光谱
• 1.3 配合物5 的近红外发光分析
• 1.4 配合物1-6 的差热-热重分析
• 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间已发表和待发表的学术论文
• 致谢