介孔SBA-15及其孔内组装联吡啶铕配合物的光致发光性质研究

摘要

基于 4f 电子能级跃迁的稀土离子(特别是Eu<'3+>和Tb<'3+>)的配合物具有优良的光致发光特性。但纯稀土配合物的光稳定性和热稳定性较差，限制了它们的更广泛应用。因此寻找合适的载体是解决稀土配合物稳定性差的途径。无机基质，尤其是具有较大孔径和比表面积的介孔材料，作为主体在组装客体分子方面有着非常广泛的应用前景。介孔材料及其孔内组装稀土配合物的光致发光性能的研究及其机理的探讨，对于增添介孔复合材料制备的新方法和探索稀土配合物介孔复合材料的应用，均具有重要的理论意义和潜在的应用价值。本论文主要进行了以下几个方面的研究工作： 1．以三嵌段聚醚P123作为模板剂，通过溶剂挥发法合成六方相介孔材料SBA-15。研究了盐酸用量、水用量和反应温度等条件对SBA-15结构有序性的影响，筛选优化了反应条件。利用粉末X射线(XRD)、红外光谱(IR)和低温N<,2>吸附等技术对SBA-15进行了表征。研究结果表明利用溶剂挥发法合成介孔材料具有方法简单和节能等优点。溶剂挥发法合成的SBA-15具有透明薄膜状的外观，其孔径和孔壁厚度分别为3.5 nm和6.0 nm左右。 2．研究了六方相介孔HMS、MCM-41、SBA-3和SBA-15材料自身的光致发光性质。300 nin激发下，540℃焙烧的介孔材料在300-800：nin波长之间均出现强度高于无定型二氧化硅的光致发光峰。焙烧温度从540℃提高至800℃或1050℃时，MCM-41和SBA-15的光致发光强度均有较大程度的下降。800℃焙烧后MCM-41的介孔有序结构消失，而此温度焙烧的SBA-15仍能保持介孔结构。四种介孔材料的光致发光按强度排列如下：MCM-41>SBA-3>HMS>SBA-15。模板剂和反应酸碱性的不同等反应条件是影响介孔材料自身光致发光强度的重要因素。 3．研究了介孔HMS、MCM-41和SBA-15材料孔内组装的联吡啶铕的光致发光性质。虽然介孔材料孔内组装联吡啶铕后均具有介孔结构，但MCM-41和HMS在组装联吡啶铕后的介孔结构有序性有较大程度的下降，仅SBA-15在组装前后能保持较为有序的六方相介孔结构。与纯联吡啶铕配合物相比，介孔材料孔内组装的联吡啶铕具有较高的光致发光效率，表明联吡啶铕在介孔材料孔道内的分散使其光致发光效率得到了增强。联吡啶铕组装在这三种介孔材料中形成的介孔复合材料的光致发光效率依次为：MCM-41>SBA-15>HMS，介孔材料与稀土配合物之间的传能作用、介孔材料的结构有序性和介孔材料孔内的羟基含量是影响介孔材料孔内组装联吡啶铕的光致发光效率的重要因素。 4．研究了溶剂挥发法直接合成联吡啶铕掺杂的介孔SBA-15材料的光致发光性质。结果表明联吡啶掺杂的介孔复合材料具有六方相介孔SBA-15的特征结构，但其结构有序性不如非掺杂样品。SBA-15孔内掺杂的联吡啶铕的光致发光效率要高于纯的联吡啶铕配合物。与掺杂在无定型二氧化硅内的联吡啶铕相比，SBA-15孔内掺杂的联吡啶铕的光致发光效率较高，表明掺杂在介孔材料内更有利于提高联吡啶铕的光致发光效率。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1介孔材料的发展概况

1.2介孔材料的分类及形成机理

1.3稀土配合物在介孔材料内的组装及其光致发光性质

1.4论文的选题思路

参考文献

第二章溶剂挥发法合成介孔材料SBA-15

2.1引言

2.2实验部份

2.2.1试剂

2.2.2仪器

2.2.3溶剂挥发法合成介孔SBA-15

2.3结果与讨论

2.4本章结论

参考文献

第三章介孔材料自身的光致发光性质研究

3.1引言

3.2实验部份

3.2.1试剂

3.2.2仪器

3.2.3介孔材料的合成

3.3结果与讨论

3.3.1介孔材料的表征

3.3.2介孔材料自身的光致发光性质

3.3.3介孔材料的光致发光机理

3.4本章结论

参考文献

第四章介孔材料孔内组装联吡啶铕及其光致发光性质研究

4.1引言

4.2实验部份

4.2.1试剂

4.2.2仪器

4.2.3介孔材料孔内组装联吡啶铕配合物

4.3结果与讨论

4.3.1介孔材料-联吡啶铕配合物组装体的结构表征

4.3.2介孔材料-联吡啶铕配合物组装体的光致发光性质

4.4本章结论

参考文献

第五章溶剂挥发法合成联吡啶铕掺杂的SBA-15及其光致发光性质研究

5.1引言

5.2实验部份

5.2.1试剂

5.2.2仪器

5.2.3 SBA-15-联吡啶铕稀土配合物介孔复合材料的合成

5.3结果与讨论

5.3.1样品的结构表征

5.3.2样品的联吡啶铕固定效率

5.3.3样品的光致发光性质

5.4本章结论

参考文献

第六章结论

博士研究生期间发表的论文

致谢