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1、第19卷第2期济南大学学报(自然科学版)Vol.19No.22005年6月JOURNALOFJINANUNIVERSITY(Sci.&Tech)Jun.2005文章编号:1671-3559(2005)02-0113-07稀土配合物的发光机理及其应用11211李媛媛,闫涛,王冬梅,杜斌,魏琴(1.济南大学化学化工学院,山东济南250022;2.山东科技大学化学与环境工程学院,山东青岛266510)摘要:稀土配合物以其独特的光、电、磁等特性应用于各个领域,并显现出潜在的应用前景。文中就稀土与配合物间的1稀土配合物的发光原理能量传递机理进
2、行综述,探讨了提高稀土配合物发光效率的1.1稀土离子的发光方法,为建立新的稀土发光体系提供了理论基础,同时还简在元素周期表中,从原子序数57的镧(La)到71介了稀土配合物的主要应用。的镥(Lu)15个元素加上位于同一IIIB族的原子序关键词:稀土;配合物;能量转移;发光机理;应用数为21的钪(Sc)和原子序数为39的钇(Y),共17中图分类号:O657文献标识码:B个元素统称为稀土元素。它们的许多特性与它们的电子构型密切相关,而发光性能与其关系更为密切。稀土配合物的光致发光现象早在上世纪40~由于镧至镥的15个元素在化学性质、物理性质和地50年代
3、就已陆续地被观察到了,60~70年代初,为球化学性质上相似,人们将这15个元素又称为镧系了寻找激光物质,对稀土光致发光金属配合物进行[9]元素。了系统的研究。近年来,人们对稀土配合物的发光26[1-7]稀土元素的原子因4f电子受5s5p的屏蔽,性能研究表现出浓厚的兴趣,其原因是稀土配它们的能级受外界的影响较小,但由于自旋耦合常合物发光色纯度高(半峰宽仅为10nm左右),荧光-2-63+数较大,能引起J能级分裂;不同稀土离子中4f电寿命长(110~110s)以及红(Eu)、绿3+2+子的最低激发态能级和基态能级之间的能量差不(Tb)、蓝(Eu)三基
4、色俱全的特点,是获得高质同,致使它们在发光性质上有一定的差别。根据其量平板显示的首选材料。很多发光性质良好的稀土发光性质,稀土配合物可分为3种类型:(1)受到金配合物,己被应用于激光材料和荧光探针等。*属离子微扰的配体发光,即LL;(2)受到配体微稀土配合物发光作为无机发光、有机发光及生3+*扰的Ln离子发光,即ff;(3)从激发态配体到物发光的交叉学科,有着重要的理论意义及应用价[8]金属离子间发生分子内非辐射能量转移,然后再跃值。由于稀土离子本身发光效率低,稀土与具有迁至金属离子的基态而发光。所以能发生这些不同高吸光系数的配体构成稀土配合物,
5、配体吸收光能类型的发射,是由于稀土离子最低激发态能级不同。后将能量传递给稀土离子而发射较强稀土离子的特稀土离子根据其发光性能可分为3类:(1)不能显示征荧光。因此寻找高吸光系数的配体以及配体吸收3+3+3+03+荧光的离子,有Sc、Y和La(4f)、Lu(4能量后如何有效地将能量传递给稀土离子而发射稀143+7f),以及荧光极的离子,如Gd(4f)。不过这些土离子的特征荧光,仍是人们努力的方向。文中在*离子容易形成LL发光的配合物。而且它们常引用大量文献的基础上,对稀土元素以及配合物的3+3+3+3+常能导致Sm、Eu、Tb、Dy等配合物体系发光机
6、理做了全面的综述,探讨了提高稀土配合物*ff跃迁荧光强度大大增强,即发生所谓共发光发光效率的方法与途径。效应(co-luminescence)。在无机体系中上述离子一般用在发光材料的构成基质阳离子。(2)能发出强3+53+63+8收稿日期:2004-12-20荧光的离子,有Sm(4f)、Eu(4f)、Tb(4f)、基金项目:山东省自然科学基金资助项目(Y2004B11);山东省3+9Dy(4f)等。它们的最低激发态和基态间的f-f科技计划资助项目(03C05);济南大学博士基金资助项目(B0405)跃迁能量频率落在可见区,f-f电子跃迁能量适作者简
7、介:李媛媛(1980-),女,山东济南人,济南大学化学化工学院硕士生。中,比较容易找到适合的配体,使配体的三重态能级114济南大学学报(自然科学版)第19卷3+3+与它们的f-f电子跃迁能量匹配。因此,一般可观线,除了Nd、Pm等个别离子外,其它离子中的大3+3+察到较强的发光现象。尤其是Eu和Tb,得到最部分吸收谱线在紫外波段,少数在可见光波段,所以为广泛的研究。由此可见,稀土离子的发光性能是通常采用紫外或近紫外的气体放电灯作为激发光源稀土离子电子结构的内因所决定的
8、。对于此类有强来观测稀土配合物的荧光光谱。实验证明不同的稀荧光效应的稀土配合物,一方面可以直接利用它的土金属
