苯甲酸对位取代基对稀土配合物荧光性能的影响

摘要

本文合成了Tb3+和E-u3+为中心离子，苯甲酸及其一元衍生物，苯磺酸及其衍生物为第一配体，邻菲罗啉(phen)为第二配体的稀土二、三元配合物。考察了取代基对配合物荧光性能的影响和苯磺酸类配合物的荧光性能，同时考察了掺杂惰性稀土离子对配合物荧光的增强作用。本论文主要分为三部分。 1.分别合成了对甲氧基苯甲酸、对氨基苯甲酸、对羟基苯甲酸、对苯基苯甲酸、对甲基苯甲酸、苯甲酸、对磺基苯甲酸和对硝基苯甲酸为第一配体，phen为第二配体的稀土二、三元配合物。通过元素分析、IR、UV和荧光对其进行表征并证实了配合物的形成。结果表明，配体取代基对配合物荧光强度影响很大，Tb3+二元配合物荧光顺序为：磺酸基>甲氧基>氨基>羟基>苯基>甲基>无取代基>硝基。Eu3+二元配合物荧光强度顺序为：磺酸基>苯基>甲基>甲氧基>无取代基>羟基>氨基>硝基。相对二元配合物，对甲氧基苯甲酸、对甲基苯甲酸和苯甲酸三元配合物的荧光强度显著增强，其它配合物荧光强度显著下降或基本不变。 2.分别合成了苯磺酸、对甲苯磺酸、对氨基苯磺酸、间硝基苯磺酸和l，5-萘二磺酸为第一配体，phen为第二配体的稀土二、三元配合物。结果表明，苯磺酸和对甲苯磺酸为配体时，Tb3+荧光很弱，加入phen后，荧光显著增强。对氨基苯磺酸为配体时，Tb3+荧光很强，加入phen后，荧光基本不变。间硝基苯磺酸和1,5-萘二磺酸为配体时Tb3+荧光非常弱。Eu3+配合物的荧光强度普遍较低，只有以苯磺酸和phen为配体时，荧光较强。 3.合成了Tb3+为中心离子，Gd3+为掺杂离子，对苯基苯甲酸和phen为配体的混合稀土配合物，并测定了配合物的红外及荧光光谱。结果表明，稀土离子均与配体形成配合物，在最佳激发波长的激发下，配合物发出Tb3+的特征荧光，非发光稀土离子(Gd3+)对Tb3+的发光有显著增强作用，当摩尔比Tb3+：Gd3+=8.5:1.5时，配合物荧光强度最大，为纯Tb3+配合物荧光强度的14.4倍。 合成了以Eu3+为发光离子，Gd3+为增强离子，对磺基苯甲酸钾为配体的混合稀土配合物，并测定了配合物的红外及荧光光谱。结果表明，稀土离子均与配体形成配合物，在最佳激发波长的激发下，配合物发出较强Eu3+的特征荧光，Gd3+对Eu3+的发光有显著的增强作用。当摩尔比Eu3+：Gd3+=1：9时，配合物荧光强度最大，为纯Eu3+配合物荧光强度的11.7倍。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第1章绪论

1.1稀土有机配合物的发光

1.1.1稀土有机配合物的发光机理

1.1.2稀土有机配合物的发光特性

1.1.3稀土有机配合物发光的影响因素

1.2稀土羧酸配合物的晶体结构研究

1.2.1一元羧酸类稀土配合物

1.2.2二元羧酸类稀土配合物

1.2.3多元羧酸类稀土配合物

1.3本课题的选题依据及研究内容

1.3.1合成稀土羧酸配合物的依据

1.3.2合成稀土磺酸配合物的依据

1.3.3本课题研究内容

第2章苯甲酸对位取代基对Tb3+和Eu3+配合物荧光性能的影响

2.1实验药品及仪器

2.2氯化稀土Tb3+二元及三元配合物的合成

2.2.1 TbCl3.6H2O乙醇溶液的制备

2.2.2 TbCl3.6H2O(无水乙醇溶液)二元配合物的合成

2.2.3 TbCl3.6H2O(无水乙醇溶液)三元配合物的合成

2.3氯化稀土Tb3+盐二元配合物的表征

2.3.1元素分析

2.3.2红外光谱分析

2.3.3紫外光谱分析

2.3.4荧光光谱分析

2.4氯化稀土Tb3+盐三元配合物的表征

2.4.1元素分析

2.4.2红外光谱分析

2.4.3紫外光谱分析

2.4.4荧光光谱分析

2.5氯化稀土Eu3+二元及三元配合物的合成

2.5.1 EuCl3.6H2O乙醇溶液的制备

2.5.2 EuCl3.6H2O(无水乙醇溶液)二元配合物的合成

2.5.3 EuCl3.6H2O(无水乙醇溶液)三元配合物的合成

2.6氯化稀土Eu3+盐二元配合物的表征

2.6.1元素分析

2.6.2红外光谱分析

2.6.3紫外光谱分析

2.6.4荧光光谱分析

2.7氯化稀土Eu3+盐三元配合物的表征

2.7.1元素分析

2.7.2红外光谱分析

2.7.3紫外光谱分析

2.7.4荧光光谱分析

2.8本章小结

第3章Tb3+和Eu3+芳香磺酸配合物荧光性质研究

3.1实验药品

3.2氯化稀土Tb3+二元及三元配合物的合成

3.2.1 TbCl3.6H2O(无水乙醇溶液)二元配合物的合成

3.2.2 TbCl3.6H2O(无水乙醇溶液)三元配合物的合成

3.3氯化稀土Tb3+盐二元及三元配合物的表征

3.3.1元素分析

3.3.2红外光谱分析

3.3.3荧光光谱分析

3.4氯化稀土Eu3+二元及三元配合物的合成

3.4.1 EuCl3.6H2O(无水乙醇溶液)二元配合物的合成

3.4.2 EuCl3.6H2O(无水乙醇溶液)三元配合物的合成

3.5氯化稀土Eu3+盐二元及三元配合物的表征

3.5.1元素分析

3.5.2红外光谱分析

3.5.3荧光光谱分析

3.6本章小结

第4章Gd3+对Tb3+和Eu3+配合物的荧光增强作用

4.1实验药品

4.2 Gd3+掺杂Tb3+-对苯基苯甲酸-phen配合物的合成

4.3结果与讨论

4.3.1元素分析

4.3.2红外光谱分析

4.3.3荧光光谱

4.4 Gd3+掺杂Eu3+-对磺基苯甲酸配合物的合成

4.5结果与讨论

4.5.1元素分析

4.5.2红外光谱分析

4.5.3荧光光谱

4.6本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文