双稀土有机配合物及其掺杂凝胶玻璃的光谱性质和传能机理研究

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1、浙江大学硕士学位论文刘妍摘要本文旨在设计、合成一类双稀土有机配合物及其掺杂的新型有机／无机复合高效发光材料，详细研究了复合材料的制备方法、光谱性质和发光机理。研究表明材料的荧光颜色随着温度的变化而规律变化，该性质在温度探测器、光纤传感器的热敏探针等多种领域具有重要的应用。基于能带工程理论，对有机配合物进行分子设计，以获得高效的发光分子。选用发光效率较高的铕离子，同时引入可以敏化铕离子的铽离子和钆离子，研究稀土离子间的传能过程，有机配体选择三氟乙酰丙酮(TFA)、六氟乙酰丙酮(HFA)和三苯基氧化膦(TPPO)。应用原位合成技术，将设计的配合物均匀掺杂到凝胶玻璃中，制备有机／无机复

2、合发光材料。论文应用红外光谱、紫外一可见吸收光谱、元素分析、高分辨荧光光谱、时间分辨荧光谱、低温一变温荧光谱、荧光和磷光寿命等综合实验手段，系统研究了稀土有机配合物及其在凝胶玻璃中的光谱性质以及相互敏化的过程与机理。研究了四类配合物Eu．Tb．HFA．TPPO，Eu—Tb．TFA．TPPO，Eu．Gd．HFA—TPPO，Eu．Gd．TFA—TPPO的光谱性质，铕离子、铽离子共掺的配合物观察到了两种离子同时发光，铕离子、钆离子共掺的配合物只观察到铕离子的特征发光。同时观测到了配合物的摩擦发光性质，摩擦发光的颜色与光致发光相一致。另外，双稀土离子的配合物中，均观察到铽离子或钆离子对铕

3、离子的敏化作用，其中在含有铕离子、铽离子的配合物中，铽离子向铕离子的传能作用为Dexter传能。应用原位合成的方法将各种配合物掺杂在凝胶玻璃中，对其光谱性质及稀土离子间的传能作用进行了研究。掺杂Eu-Tb．HFA．TPPO的凝胶玻璃的荧光颜色随着温度的变化而变化，而掺杂Eu．Tb—TFA．TPPO的凝胶玻璃则无此特性。研究证实，前者稀土离子之间的传能为Ffrster传能，后者为Dexter传能。Eu-Gd-HFA-TPPO掺杂的凝胶玻璃中，观测不到稀土离子间的敏化现象。而含EuR．Gd⋯R1_TFA—TPPO配合物的复合材料的荧光光谱中，R=0．7时单位铕离子浓度产生的发光强度最

4、大，说明R=0．7时Gd3+向Eu3+的传能效率最高。进一步的研究表明掺杂Eu．Tb．TFA．TPPO和Eu．Gd．TFA—TPPO的凝胶玻璃中稀土离子以双螯合的形式形成配合物，而Eu．Tb．HFA．TPPO和Eu．Gd．HFA．TPPO掺杂的凝胶玻璃中稀土离子各自形成配合物，两种配合物问没有化学键合。关键词：双稀土有机配合物：凝胶玻璃；变温荧光；摩擦发光IIStudyOHLuminescentPropertyandEnergyTransferMechanismofMultipleRareEarthChelatesandtheDopingGelGlassResearchonpre

5、paringonekindofrareearthchelatewithhighefficientlumines；eeneehasbeenofinterestinrecentyears．Andtheluminescentpropertyofthecompositedopedwithrareearthchelatehasarousedawiderangeofattentionforavarietyoftechnologicalapplicationssuchasopticaldevices．Especiallythecompositewhoseluminescentcolorchan

6、geswithtemperaturesispromisingforbeingusedastemperaturedetectorandthermal—sensitiveprobeofopticalfibersensor．ThispaperdesignedaseriesofrareearthchelatesEu‘Tb_HFA·TPPO．Eu．Tb．TFA．TPPO．Eu．Gd．HFA．TPPOandEu．Gd—TFA-TPPO．Preparation，opticalspectroscopyandenergytransfermechanismbetweenrareearthionsin

7、thesechelatesandthegelglassesdopedwiththechelateshavebeenstudiedandlotsofintriguringresultshavebeenobtained．Allthechelatespossesshighefficientluminescenceandtriboluminescenceproperties．TerbiumionsandGadoliniumionsintensifyEuropiumionsinthesec