配位化合物[(c10h8n2)-cuⅱ，cuⅰcl2]的合成及结构表征

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1、配位化合物[(C10H8N2)?CuⅡ，CuⅠCl2]的合成及结构表征1、相关定义1.1、稀土配合物的发光概念、原理及影响因素1.4.3.1荧光与敏化发光的概念当用一种波长的光(紫外光)照射某种物质时,该物质会在极短的时间内,发射出较入射波长更长的光(斯托克斯位移),这种光就称为荧光。若体系中存在一种荧光体和一种以上的其它物质时,由发荧光的给体将能量传给一个受体,该受体可以发射出它自己的特征荧光,即敏化发光。1.4.3.2斯托克斯定律发光材料的发射光波长一般总是大于激发光波长,这称为斯托克斯定律。激发光波长(或能量)与发射光波长(或能量)之差称为斯托克斯位移。或者说发光的光子能量通常

2、要小于激发光子的能量。1.4.3.3激发光谱和发射光谱激发光谱是指发光材料在不同波长光的激发下,与材料的某一发光谱线和谱带的强度或发光效率与激发光波长的关系。发射光谱是指发光材料在某一特定波长光的激发下,所发射的不同波长光的强度或能量分布。许多发光材料的发射光谱是连续谱带,但它常常由一个或可分解成几个峰状的曲线所组成的。这些峰所对应的波长称为峰值波长。它用来描述发光所含的主要颜色。而有一些发光材料的发射光谱比较窄,称为窄带,甚至成为谱线,如:稀土激活的发光材料常常发出很窄的谱线。201.4.3.4敏化发光原理作为OLED的发光材料,首先要有较高的光致发光性质。强荧光稀土配合物的获得得

3、益于具有与稀土离子匹配的三重态能量的第一和第二配体的引入。关于稀土铕配合物分子内部能量传递机理一直是光致发光配合物研究中的热点。一般认为稀土铕配合物的荧光主要是受激发配体通过无辐射分子内能量传递,将受激能量传递给中心离子,中心离子发出特征荧光。稀土铕配合物的发光经过这样一个过程(如图1.14所示):首先配体吸收紫外光后进行π→π*跃迁,电子由基态S0跃迁到最低激发单重态S1;S1经系间窜越到激发三重态T1;通过键的振动偶合由最低激发三重态T1向铕离子振动态能级进行能量转移,铕离子的基态电子受激发跃迁到激发态;当电子由激发态能级返回基态时,发射铕离子的特征荧光。因此,影响这个过程的因素

4、有:配体的光吸收强度,配体向铕离子的能量传递效率和铕离子本身的发射效率。所以,对于铕离子来说可以通过选择合适的配体来提高发光强度。nerg(leereybndv)aexcitedsingletstatesexcitedtripletstatesenergylevelsofrareearthionsS1S0T2T1dcebaf图1.14稀土配合物分子内能量传递过程示意图1.4.3.5配合物荧光光谱特征及激发机制(1)荧光光谱学及发光效率稀土配合物发光材料中,主要发光特征是中心稀土离子(主要指三价离子)的窄带发射及宽谱带的激发光谱,也就是说三价稀土离子的特征发射主要来自有机小分子或高分子

5、配体的吸收,这就导致了激发-发射光谱间大的斯托克斯位移。三价稀土离子中Ce3+、Tb3+的分子吸收系数为755lmol-1cm-1和374lmol-1cm-1,除此之外,其它稀土离子的荧光量子效率都较低(仅为10-2~10-3),只相当于最好有机荧光材料的千分之一到百分之一。因此,要提高发光强度,必须选择具有高吸收能力的有机配体化合物,并设计出具有高效能量传递的稀土有机配合物发光材料。在设计高效发光配合物分子时应主要考虑以下几点:①配体尺寸、结构及电荷,应尽可能是芳香结构配体;21②配位数饱和程度,应尽可能使配位数饱和;③稀土盐中有水分子参加配位,稀土离子的电子能级与水分子的O-H振

6、子的高频振动能态偶合,产生非辐射去活化作用,配位水的存在明显淬灭稀土离子的荧光强度,而在配合物中第二配体的参与取代了水分子的位置,增强了配合物的稳定性,从而使荧光增强。从激发态物理看,在设计高效发光配合物分子时主要应考虑以下两点:①有机配体的三重态能级(T1)与稀土离子激发态能级应有最佳的匹配,也就是说,T1能级应与稀土离子振动能级有合适的能级差,以提高有机配体到中心离子的能量传递效率;②应尽可能减少稀土离子激发态能级的无辐射能量损失,减少非辐射通路。(2)能量传递稀土有机配合物的能量传递现象,主要分以下几类:①分子内能量传递。具有f-f跃迁特征的三价稀土离子如:Eu3+、Tb3+等

7、离子的有机配合物的发光主要是有机配体到中心离子的能量传递,对于固态发光材料来说几乎都属于这一类,而且在后面涉及的有关应用内容也主要是这一类,为了提高其发光效率,必须提高从配体三重态向Tb3+或Eu3+激发态能级的能量传递效率。②分子间能量传递。这主要发生在溶液配合物体系。在这种体系中,有机化合物实际上并没有与溶液中的稀土离子发生配位,当体系受到光激发时,有机分子吸收的光能通过相互扩散作用传递给稀土离子,这种能量传递的效率易受空气中氧的影响,而且传递效率往往