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稀土铕-芳香羧酸-邻菲罗啉配合物的合成与发光性能研究
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更新于2024-08-28
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本研究论文聚焦于稀土铕-芳香羧酸-邻菲罗啉三元有机配合物的合成、表征及其发光性能。研究者们利用对甲基苯甲酸(PMBA)、对氯苯甲酸(PCBA)、对溴苯甲酸(PBrBA)和对氨基苯甲酸(PABA)作为第一配体,邻菲罗啉(phen)作为第二配体,采用溶剂热法成功制备出四种稀土铕离子(Eu3+)的新型化合物。这些配合物的化学结构经过元素分析、红外光谱和热重分析确认,其通用形式为EuL3phen·H2O,其中L代表不同的芳香羧酸配体。 通过实验发现,所有四种配合物都展现出良好的热稳定性,Eu3+离子与芳香羧酸配体和邻菲罗啉形成稳定的配位键,直到318℃以上才会出现显著的质量损失。这一特性对于实际应用中的耐高温性能至关重要。 此外,研究还深入探讨了四种芳香羧酸配体对紫外光的吸收特性,这对于理解它们对光的控制和转化作用具有重要意义。在荧光光谱的研究中,这些配合物表现出Eu3+的典型荧光性质,其中Eu(PBrBA)3phen·H2O的5D0→7F2电偶极跃迁发射强度最高,显示出最强的发光性能。所有样品的发光均位于CIE色坐标中的红色区域,意味着它们能够发出纯正的红光,这对于潜在的光学应用如显示器、光纤通信和生物标记等领域具有吸引力。 这项研究不仅提供了关于稀土铕-芳香羧酸-邻菲罗啉配合物的合成方法和结构信息,还揭示了其潜在的光学性能,为设计和开发新型高效、稳定的发光材料提供了有价值的基础数据。这对于光电子、纳米技术和生物传感等领域的发展具有积极的推动作用。
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第 35 卷 第 1 期
2015 年 1 月
Vol. 35, No. 1
January, 2015
光 学 学 报
ACTA OPTICA SINICA
0116005-
稀土铕-芳香羧酸-邻菲罗啉三元有机配合物的合成、
表征及发光性能
吴胜男 陈永杰 邢贞方 曹 爽 耿秀娟 谢 颖 李 月
沈阳化工大学辽宁省稀土化学及应用重点实验室, 辽宁 沈阳 110142
摘 要 分 别 以 4 种 芳 香 羧 酸 — 对 甲 基 苯 甲 酸 (PMBA)、对 氯 苯 甲 酸 (PCBA)、对 溴 苯 甲 酸 (PBrBA)、对 氨 基 苯 甲 酸
(PABA)—作为 第一配体 ,邻菲罗 啉(phen)为 第二配体 ,采用 溶剂热法 合成了 4 种稀 土铕离子(Eu
3+
)的三元有机 配合
物 。 通过元 素 分析 、红 外光 谱 、热重 分 析等 手 段 确定 配 合物的 化 学结 构 ,结果 表 明,4 种 配 合物 的 组成 可 表 示为
EuL
3
phen·H
2
O(L=PMBA、PCBA、PBrBA、PABA),芳香羧 酸 配 体 和邻菲罗啉均 与 稀 土 Eu
3+
配位;铕配 合 物在 318 ℃以
上才开始出现 明显失重,表明其具有良好的热稳 定性。研究了 4 种芳香 羧酸配体对紫外光的吸收性能 。通过荧光
光 谱 研 究 了 配 合 物 的 发 光 性 能,4 种 配 合 物 均 发 出 Eu
3 +
的 特 征 荧 光 ,
5
D
0
→
7
F
2
电 偶 极 跃 迁 发 射 峰 强 度 顺 序 为:Eu
(PBrBA)
3
phen·H
2
O>Eu(PMBA)
3
phen·H
2
O>Eu(PCBA)
3
phen·H
2
O>Eu(PABA)
3
phen·H
2
O;其国际照明委员会(CIE)色坐
标均落在红光区域,能发出纯正的红光。
关键词 材料;光学材料;稀土铕配合物;发光光谱法;芳香羧酸配体;发光性能
中图分类号 O433 文献标识码 A
doi 10.3788/AOS201535.0116005
Synthesis, Characterization, and Luminescence Properties of Rare-
Earth Europium Aromatic Carboxylate Organic Complexes with 1, 10-
phenanthroline
Wu Shengnan Chen Yongjie Xing Zhenfang Cao Shuang Geng Xiujuan
Xie Ying Li Yue
Key Laboratory of Rare Earth Chemistry and Application of Liaoning Province, Shenyang University of Chemical
Technology, Shenyang, Liaoning 110142, China
Abstract A series of rare-earth europium organic coordination complexes with the general formula EuL
3
phen·
H
2
O(where the first free ligand L=PMBA, PCBA, PBrBA, PABA, the second free ligand phen=1,10-phenanthroline;
PMBA=p-methylbenzoic acid, PCBA=p-chlorobenzoic acid, PBrBA=p-bromobenzoic acid, PABA=p-aminobenzoic
acid) are prepared via solvothermal synthesis procedure. The composition and structure of the resulting complexes
are investigated by various means including elemental analysis, infrared (IR) spectroscopy and thermogravimetric
analysis. All the aromatic carboxylic acid ligands and phen are coordinated to Eu
3 +
. In addition, the europium
complex doesn′t decompose until 318 ℃,which indicates that the complex has a good thermal stabilization. The
absorption properties of ultraviolet light of four kinds of aromatic carboxylic acid ligands are studied. The
luminescence properties of the complexes have been characterized by fluorescence spectroscopy. All the complexes
can emit characteristic luminescence of Eu
3+
ion, and the emission intensity of electronic-dipole transition(
5
D
0
→
7
F
2
) of the complexes Eu(PBrBA)
3
phen·H
2
O, Eu(PMBA)
3
phen·H
2
O, Eu(PCBA)
3
phen·H
2
O, and Eu(PABA)
3
phen·H
2
O
收稿日期:2014-08-07; 收到修改稿日期: 2014-09-08
基金项目: 辽宁省教育厅科学研究重点实验室项目(LS2010119)
作者简介: 吴胜男(1989—),女,硕士研究生,主要从事稀土发光材料方面的研究。E-mail: xiaofeizhu52@163.com
导师简介: 陈永杰(1963—),女,博士,教授,主要从事稀土发光材料的合成及表面活性剂性能方面的研究。
E-mail: cyj200507@aliyun.com(通信联系人)
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