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1、河北工业大学城市学院2009届本科毕业论文稀土有机配合物光致发光毕业论文1绪论L型沸石(国际沸石协会代码:LTL)是1965年UnionCarbideCorporation研制开发的一种人工合成沸石,迄今尚未在自然界中发现等同体。L沸石具有一维孔道结构如图1所示,它是由交替的六方柱笼与钙霞石笼在C轴方向上堆积而成,再按六重轴旋转产生十二环孔道,其孔径为0.71nm,动力学直径为0.81nm,为大孔分子筛。L分子筛典型的化学分子式为(M)9[Al9Si27O72]·nH2O(M=K+orNa+)。未脱水的L分子筛有4种阳离子位置,
2、如图1所示。只有位于12元环孔道内的阳离子才易于交换,其它的3种阳离子位于主孔道外,占据的位置很接近骨架氧原子[1]。图1 L型沸石结构模型图2L型沸石的六边形单向通道结构24河北工业大学城市学院2009届本科毕业论文L型沸石拥有一个以六边形的方式排列的单向通道如图2所示。主要通道的自由半径在7.1Å和12.6Å之间变化。晶体近似圆筒，通道口位于底部。直径为550纳米的晶体通常包括大约80000条平行通道。高分辨电子显微镜已被用于观察L沸石的表面结构和改进生产工艺的认识过程和缺陷。从有机染料获取的材料以分子形式进入L沸石的通道反
3、应出多种有趣的特性，包括从增加染料稳定性到光子通讯职能和光学各向异性。L型沸石是含有钾离子的铝硅酸盐,其晶胞组成:(1-x)K2O·xNa2O·Al2O3·(6～7)SiO2·(～6)H2O。它是一种较高SiO2/Al2O3比值的沸石,不仅具有独特的吸附性和催化性能,还具有良好的热稳定性。其在700℃焙烧后,仍保持原来的晶体结构,是一种有前途的热稳定性能优良的催化剂[1],可用作裂化、重整、异构化、芳构化、烷基化、润滑油加氢裂化等碳氢化合物转化过程中的催化剂。其具有的较高吸附活性,还可用做吸附剂。L型沸石改性后,可用于化工合成过
4、程如CO加氢等。L型沸石自身的结构特点及其独特的性能日益引起人们对其研究的重视,并开发了多种领域中的用途。稀土是一个巨大的发光材料宝库,在人类开发的各种发光材料中,稀土元素发挥着非常重要的作用。稀土元素发光材料的优点是吸收能力强,转换率高,可发射从紫外到红外的光谱,在可见光区域,有很强的发射能力,且物理化学性质稳定.目前稀土发光材料的应用非常广泛。主要用在彩电显象管、计算机显示器、节能灯、防伪、拍摄电影以及转光农膜等上[2]。稀土离子具有丰富的发射光谱。其中,除La3+、Lu3+之外的其余镧系离子的4f电子可在7个4f轨道之间任
5、意分布,从而产生各种光谱项和能级,对未充满f电子壳层的原子或离子可观察到的谱线多达三万条。因此,可以发射紫外到红外各种波长的电磁辐射。三价镧系稀土离子的颜色呈现明显的对称性,没有4f电子的La3+离和4f层全满的Lu3+离子以及4f层半充满的Gd3+离子为无色,其他稀土离子的颜色以Gd3+离子为对称分布，如表1。稀土离子对光的吸收是发生在内层4f电子在不同能级之间的跃迁,产生吸收光谱谱线很窄,特异性强。因此呈现出的颜色鲜艳纯正。表1Ln3+的颜色[2]LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu苹紫粉浅浅浅玫浅无
6、无果黄无黄瑰无无绿红红红红黄红绿物质发光现象大致分为两类[3]24河北工业大学城市学院2009届本科毕业论文:一类是物质受热,产生热辐射而发光;另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态(非稳定态)在返回到基态的过程中,以光的形式放出能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类,即稀土荧光粉。稀土元素原子具有丰富的电子能级,因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,为多种能级跃迁创造了条件,从而获得多种发光性能。根据激发源的不同,稀土发光材料可分为光致发光(以紫外光或可见光激发)、阴级射线发光(以电子束激发)
7、、X射线发光(以X射线激发)以及电致发光(以电场激发)材料等。稀土荧光材料与相应的非稀土荧光材料相比,其发光效率及光色等性能都更胜一筹。稀土有机络合物如钐(Sm)、铕(Eu)、铽(Tb)的有机配合物在紫外线照射下,发光高度高,单色性好,光热稳定,不易老化,且易于分散到各种溶剂和有机材料中。因此可以制成稀士紫外荧光防伪油墨。田君等研制出的含铕的有机络合物邻二氮杂菲乙酰丙酮合铕及邻二氮杂菲三氟乙酰丙酮合钇铕,掺这种有机荧光光粉的油墨在紫外线的照射下,能发出红色的亮光,可以制造香烟包装盒等的防伪标志和商标等。稀土有机络合物荧光防伪技术
8、可与激光防伪技术联用,进行综合防伪,已广泛用于证件、票据、商标、香烟、药品,食品、食盐等的包装防伪。目前稀土发光材料在照明、显示、信息等方面已获得广泛的应用,成为人类生活中不可缺少的重要组成部分。日本稀土荧光材料的生产、消费和出口均居世界前列,年产各种稀土荧光粉
