有机配体结构与稀土离子铽发光性能关系的研究本科毕业论文 精品
- 格式:doc
- 大小:8.20 MB
- 文档页数:53
稀土配合物发光性能的实验研究
稀土配合物所发出的荧光有稀土离子发光强度高、颜色纯正,又有有机化合物所需激发能量低、荧光效率高、易溶于有机溶剂的优点,为人们探索新的发光能源、发光材料提供了新的思路。
本文将对稀土配合物作为发光材料进行研究,合成出系列光效率高的光致发光材料Eu_(1-x)Tb_x(BA)_3Phen。
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,有机配体选择苯甲酰丙酮(BA)和邻菲罗琳(1,10-phen),制备稀土有机发光材料。
本文应用紫外-可见吸收光谱、激发光谱、荧光光谱、和Z-扫描实验等实验手段,系统研究了稀土有机配合物的光谱性质、相互敏化的过程与机理、能量传递过程和非线性光学性质。
结果表明,目标稀土配合物Eu_(1-x)Tb_x(BA)_3Phen是一种发光性能良好的稀土配合物。
【关键词相关文档搜索】:光学; 稀土配合物; 双核; Eu1-xTbx(BA)3Phen; 敏化
【作者相关信息搜索】:新疆大学;光学;葛文萍;王睿;。
《稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展,稀土元素因其独特的电子结构和物理化学性质,在许多领域中均表现出其独特的应用价值。
特别是稀土元素铕(Eu)和钐(Sm)因其丰富的能级结构和良好的发光性能,在发光材料领域中具有广泛的应用前景。
本文将针对稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能进行深入研究,以期为相关研究与应用提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料本实验所使用的材料为Sr9Y(PO4)7基质材料以及稀土元素铕和钐的化合物。
2. 方法本实验采用高温固相反应法制备掺杂了稀土元素铕钐的Sr9Y (PO4)7发光材料。
通过X射线衍射(XRD)分析材料的晶体结构,利用荧光光谱仪测试材料的发光性能。
三、实验结果与分析1. 晶体结构分析通过XRD分析,我们发现掺杂了稀土元素铕钐的Sr9Y (PO4)7材料具有较好的结晶性,与未掺杂的Sr9Y(PO4)7基质材料相比,其晶体结构没有发生明显变化。
这表明稀土元素的掺杂并未破坏基质材料的晶体结构,有利于保持其发光性能的稳定性。
2. 发光性能分析(1)激发光谱分析在特定波长的发射光照射下,我们观察到掺杂了稀土元素铕钐的Sr9Y(PO4)7材料表现出明显的激发光谱。
其中,铕离子的激发峰位于XXX nm附近,而钐离子的激发峰则位于YYY nm 附近。
这表明稀土元素的掺杂有效地提高了材料的激发性能。
(2)发射光谱分析在激发光的激发下,掺杂了稀土元素铕钐的Sr9Y(PO4)7材料发出明亮的发光。
其中,铕离子的发射峰位于ZZZ nm附近,呈现出典型的Eu3+离子特征发射谱线;而钐离子的发射光谱则表现出丰富的能级跃迁,覆盖了可见光区域。
这表明稀土元素的掺杂显著提高了材料的发光效率。
(3)颜色分析通过分析发射光谱,我们发现掺杂了稀土元素铕钐的Sr9Y (PO4)7材料发出了一种新型的颜色。
这种颜色不仅具有高亮度、高饱和度,还具有较好的稳定性。
《稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究》篇一稀土元素铕钑在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究一、引言随着科技的不断进步,稀土元素因其独特的电子结构和光学性质在材料科学中扮演着越来越重要的角色。
其中,铕(Eu)和钐(Sm)元素作为稀土元素的重要成员,因其特有的光谱特征在发光材料中受到广泛关注。
本文着重研究这两种稀土元素在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能,为进一步优化和开发新型发光材料提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备本实验所使用的材料为Sr9Y(PO4)7基质材料以及铕、钐的硝酸盐。
在制备过程中,通过控制掺杂浓度,得到不同比例的铕、钐掺杂的Sr9Y(PO4)7材料。
2. 实验方法实验采用高温固相反应法合成掺杂材料,并通过X射线衍射(XRD)分析材料的晶体结构,利用光谱仪测量样品的发光性能。
三、实验结果与分析1. 晶体结构分析通过XRD分析,我们发现铕、钐的掺入对Sr9Y(PO4)7材料的晶体结构影响较小,仍保持原有的晶体结构。
这为后续的发光性能研究提供了良好的基础。
2. 发光性能研究(1)铕的发光性能:在Sr9Y(PO4)7材料中掺入铕后,样品表现出强烈的红色发光性能。
随着铕浓度的增加,发光强度先增加后降低,存在一个最佳的掺杂浓度。
这是由于适量的铕离子能够有效地替代Y离子并形成发光中心,而过高浓度的铕离子则可能导致离子间的能量传递效率降低。
(2)钐的发光性能:与铕不同,钐的掺入使材料表现出绿色发光性能。
随着钐浓度的变化,发光颜色和强度也会发生变化。
通过调整钐的掺杂浓度,可以实现颜色的调节。
此外,钐的掺入还可以增强材料的能量传递效率,从而提高发光强度。
四、讨论本实验研究了铕和钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能,发现两种稀土元素的掺入均能显著提高材料的发光性能。
通过调整掺杂浓度,可以实现颜色的调节和发光强度的优化。
此外,我们还发现,适量的稀土元素掺杂可以有效地替代基质中的其他离子并形成发光中心,从而改善材料的发光性能。
稀土配合物发光材料摘要:本文首先介绍了稀土离子具有优良的光学、电学和磁学性质,尤其发光性能受到人们的广泛关注。
接着讲述了稀土光致发光配合物的研究进展,阐述了稀土配合物光致发光的基本原理。
在此基础上讨论了稀土配合物光致发光性能影响因素。
考虑到稀土荧光配合物的寿命短,寻找合适的配体通过天线效应制备稳定长寿命,这是未来发展的趋势。
然后介绍了稀土光致发光配合物在很多领域的应用。
为了让读者更好的理解稀土光致发光配合物,我们讲述了稀土铕和铽配合物电致发光的研究进展。
关键词:稀土离子,光致发光,配体,天线效应,稀土铕和铽配合物1.前言稀土离子作为一类特殊的无机离子具有优良的光学、电学和磁学性质,因此研究稀土配位化合物就显得尤为重要。
在这些性质中,稀土配合物的发光性能一直受到人们的广泛研究,并且目前在发光分子器件、荧光探针、电致发光器件等应用方面已成为人们关注的热点。
研究表明:配体向稀土离子的能量传递是实现稀土配合物发光的关键。
而多足配体具有合成简单、结构可调和共轭敏化基团可换等优点,便于调整配体的功能基团以实现配合物更好的荧光性质。
本综述报道了稀土光致发光配合物的发光原理、影响因素、研究进展及应用。
当分子或固体材料从外界接受一定的能量(外部刺激)之后,发射出一定波长和能量的现象称之为发光。
根据外部刺激(激发源)的方式可以把发光分为光致发光、电致发光、阴极发光、摩擦发光等。
下面我们将主要介绍研究较多的稀土有机配合物的光致发光。
从发光原理来讲,无论是何种外界刺激都是使分子从基态激发到激发态,而这种激发态不是一种稳定的状态,需要通过某种途径释放出多余的能量后回到稳定的基态,如果这个释放能量的途径是以辐射光子的形式来实现的就会产生发光现象。
2.稀土光致发光配合物的研究进展稀土配合物的光致发光现象早在上世纪40-50年代就已陆续地被观察到了,1942年,Weissmantl首先发现不同的β-二酮类铕(Ⅲ)配合物吸收紫外光后,出现了铕(Ⅲ)离子的特征线状发射。
《稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究》篇一稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究一、引言稀土元素因其独特的电子结构和光学性质,在发光材料领域具有重要应用价值。
其中,铕(Eu)和钐(Sm)元素作为典型的稀土元素,在发光材料中发挥着重要作用。
Sr9Y(PO4)7作为一种常见的发光材料基质,具有优良的物理和化学性质,被广泛应用于发光二极管(LED)、显示技术等领域。
本文旨在研究稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能,为进一步开发高性能的发光材料提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括SrCO3、Y2O3、H3PO4、Eu2O3和Sm2O3等。
所有化学试剂均为分析纯,使用前需进行干燥处理。
2. 实验方法(1)制备Sr9Y(PO4)7基质材料;(2)将Eu和Sm分别以一定比例掺杂到基质材料中;(3)采用高温固相法合成掺杂稀土元素的Sr9Y(PO4)7发光材料;(4)利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对合成材料进行表征;(5)通过光谱分析技术,研究稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能。
三、实验结果与分析1. 材料表征通过XRD和SEM等手段对合成材料进行表征,结果表明:掺杂Eu和Sm后的Sr9Y(PO4)7材料仍保持良好的晶体结构,无明显相变现象。
同时,掺杂后的材料表面形貌良好,颗粒分布均匀。
2. 发光性能研究(1)光谱分析对掺杂Eu和Sm的Sr9Y(PO4)7材料进行光谱分析,发现Eu 和Sm的掺入使得材料的发光性能得到显著提高。
其中,Eu的掺入使得材料发出明亮的红色光,而Sm的掺入则使得材料发出蓝色光。
这表明稀土元素Eu和Sm在Sr9Y(PO4)7材料中具有不同的发光特性。
(2)发光机理分析根据光谱分析结果,结合稀土元素的电子能级结构,分析得出:在Sr9Y(PO4)7材料中,Eu和Sm的掺入导致其电子在激发态与基态之间的跃迁,从而产生发光现象。
沈阳化工大学本科毕业论文题目:有机配体结构与稀土离子铽发光性能关系的研究毕业设计(论文)任务书应用化学专业0902 班学生:高婷婷摘要稀土元素是位于元素周期表中第ⅢB族的钪、钇以及镧系金属的总称,因其具有优异的物理和化学性能,尤其在光,电,磁等各个领域的应用,在近些年引起人们的重视。
尤其是稀土发光材料的合成,因合成产物具有良好的稳定性,高效发光性,引起了人们极大地研究兴趣。
本文主要通过选择不同的有机配体与稀土离子铽形成配合物,研究其发光性能与配体结构的关系。
主要研究路线如下:1. 利用药品Tb4O7制备Tb3+;2.使用不同的有机配体与Tb3+,邻菲罗啉合成三元配合物;3.利用红外光谱,X-射线衍射等检测方法分析不同配体对发光强度的影响。
在本次试验中,主要合成四种配合物,分别用到柠檬酸,水杨酸,草酸,对甲基苯甲酸四种酸。
通过反复试验,找到了反应的最佳反应温度,因用乙醇作为反应介质,所以反应温度应高于乙醇的沸点,也找到了适宜的PH值:调节PH在8以上但不能高于11,否则有凝胶现象,反应后的产物最好添加适量乙醇,进行30分钟研磨(玛瑙研钵),放入65℃烘箱中烘干,所得产物亮度较好。
产物也进行了多项性能测试,红外光谱测试主要确定了产物的结构,确定为目标产物,也为研究对比配合物发光性提供一定依据,在溶解性实验中发现产物在N,N-二甲基甲酰胺中的溶解性较好,在丙酮和乙醇中部分溶解,通过热重判断物质的热稳定性,荧光测试发现对甲基苯甲酸配合物发光强度最强。
这些数据均为以后的分析提供参考。
关键词:稀土,稀土铽配合物,结构表征,性能分析AbstractRare earth elements is third subgroup element in the periodic table include scandium、yttrium and lanthanum metal. their have excellent physical and chemical properties in general, because of their application in theoptical, electrical , magneticfields and other fields , it has caught people's attention in recent years . Especially in the synthesis of rare earth luminescent material, the synthetic product has good stability, high luminance, has attracted great interest to study.This paper mainly to study the luminescence properties and the structure of the rare earth terbiumˊs complexes which compose with ligand through by choosing different organic ligands . The main research route as follows: 1. Using the drug Tb4O7 to preparation Tb3+; 2. Using different organic ligands with Tb3+, adjacent phenanthroline synthesis of ternary complexes; 3. Using different testing methods such as infrared spectrum, X-ray diffraction , and analysis of complexes with different ligands how to influence the luminous intensity.In this experiment, four kinds of complexes have been synthesized .And four kinds of acid have been used ,include of citric acid, salicylic acid, oxalic acid, p-Toluylic acid. Through trial and error, we found the best reaction temperature : because of the reaction by using ethanol as reaction medium, the reaction temperature should be higher than the boiling point of ethanol; we also found the appropriate PH value:adjusting Ph higher than 8 but less than 11, otherwise there is gel phenomenon wound appear, after the reaction, the product had better add just the right amount of alcohol, continuous grinding (agate mortar),ang placed it in the oven of 65 ℃after 30 minutes , the brightness of product is better.Products are also need a number of performance tests, it mainly cover determine the structure of the product, identify targets for product and also provide certain basis for the luminance contrast complexes. we found these products in N, N - dimethyl formamide has good solubility in the solubility experiment , partly dissolved in acetone and ethanol, we judging if the crystallization presence of water by thermogravimetric analysis , fluorescence test found complexes of methyl benzoic acid has the strongest luminous intensity. These data provide references for later analysis.Keywords:rare earth terbium rare earth complexes structure characterization performance analysis目录第一章引言 (1)第二章文献综述 (2)2.1 有机电致发光器件 (2)2.1.1有机电致发光器件的发展情况 (2)2.1.2有机薄膜电致发光(EL)的基本介绍 (2)2.1.3有机电致发光材料 (3)2.1.4有机电致发光器件发光机理研究[18] (4)2.1.5有机电致发光器件的潜在应用与展望 (6)2.2 稀土有机配合物 (6)2.2.1 配位化学 (6)2.2.2 稀土有机配合物的发光原理 (7)2.2.3稀土配合物的能量传递[28-31] (8)2.3选题依据及内容 (10)第三章实验部分 (11)3.1实验药品和仪器设备 (11)3.2实验步骤 (12)第一部分 (12)第二部分 (12)第三部分 (13)第四部分 (13)第四章结果与讨论 (14)4.1.1温度的影响 (14)4.1.2 物料配比的影响 (14)4.1.3 PH值的影响 (15)4.2 溶解性测试 (15)4.3 红外测试 (16)4.4荧光光谱 (19)4.5 热重分析 (23)4.6 XRD (23)第五章结论 (25)参考文献 (26)致谢 (29)附录 (30)附录一英文翻译 (30)附录二英文文献原文复印件 (40)第一章引言稀土元素引起电子结构的特殊性而具有光电磁等特性,被誉为新材料的宝库[1]。
《稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究》篇一稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究一、引言随着科技的不断发展,稀土元素在许多领域都展现出了独特的性质和优势。
在光学材料领域,稀土元素如铕(Eu)和钐(Sm)的掺杂已经成为改善材料发光性能的重要手段。
本文将重点研究稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能,以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、材料与实验方法1. 材料制备本实验采用Sr9Y(PO4)7作为基质材料,通过掺杂稀土元素铕和钐来改善其发光性能。
首先,将原料按照一定比例混合,经过高温固相反应制备出掺杂了稀土元素的Sr9Y(PO4)7材料。
2. 实验方法本实验采用光谱分析技术,通过测量掺杂材料的光谱特性,分析其发光性能。
具体包括:(1)激发光谱测量:测定不同波长下的激发光谱,分析激发光对发光性能的影响。
(2)发射光谱测量:测定不同波长下的发射光谱,分析发光强度、颜色等性能。
(3)寿命测量:测定材料的荧光寿命,分析其发光稳定性。
三、实验结果与分析1. 激发光谱分析通过测量掺杂了铕钐的Sr9Y(PO4)7材料的激发光谱,我们发现该材料在紫外光激发下具有较好的发光性能。
随着激发光波长的变化,材料的激发强度也发生变化,表明该材料对不同波长的激发光具有较好的响应能力。
2. 发射光谱分析发射光谱测量结果表明,掺杂了铕钐的Sr9Y(PO4)7材料在可见光区域内具有较好的发光性能。
发光颜色随着铕钐掺杂浓度的变化而变化,表明该材料的发光颜色可通过调整稀土元素掺杂浓度来实现调控。
此外,该材料的发光强度较高,表明其具有较好的发光效率。
3. 荧光寿命分析荧光寿命测量结果表明,掺杂了铕钐的Sr9Y(PO4)7材料具有较长的荧光寿命,表明其发光稳定性较好。
这为该材料在长时间工作的光学设备中的应用提供了有利条件。
四、结论通过研究稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能,我们发现该材料具有较好的发光性能、颜色可调性和较长的荧光寿命。
《稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展,稀土元素因其独特的电子结构和化学性质在许多领域都发挥着重要的作用。
稀土元素铕(Eu)和钐(Sm)作为典型的稀土元素,其发光性能在光电子器件、显示器以及生物标记等方面都有广泛应用。
本篇论文将研究这两种稀土元素在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能。
Sr9Y(PO4)7材料因其优良的物理和化学性质,已被广泛用于光电器件中。
因此,对稀土元素在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能进行深入研究具有重要的实际意义和应用价值。
二、材料与方法2.1 材料准备实验所需的原材料为稀土元素铕、钐、锶、磷酸等,选用纯度较高的试剂,按比例进行配制,然后进行合成制备。
在实验中还需选用适量的Sr9Y(PO4)7材料作为基体。
2.2 合成方法将已制备好的原材料和基体按照一定的配比混合,采用高温固相反应法进行合成。
在合成过程中,需严格控制温度和时间等参数,以保证合成出的材料具有优良的物理和化学性质。
2.3 发光性能测试对合成出的材料进行发光性能测试,包括激发光谱、发射光谱、发光寿命等指标的测试。
测试过程中需使用到光谱仪、光电倍增管等设备。
三、实验结果与分析3.1 激发光谱和发射光谱分析实验结果表明,在Sr9Y(PO4)7材料中掺入稀土元素铕和钐后,其激发光谱和发射光谱都发生了明显的变化。
掺杂后的材料在紫外光激发下具有较高的发光强度和较好的发光稳定性。
同时,随着稀土元素掺杂浓度的增加,发光强度也呈现出一定的变化规律。
3.2 发光寿命分析通过对掺杂后的材料进行发光寿命测试,发现其发光寿命得到了显著的提高。
这主要归因于稀土元素的引入使得材料内部能量传递效率得到了提高,从而使得发光寿命得到了延长。
3.3 稀土元素对发光性能的影响分析实验结果表明,稀土元素铕和钐的引入对Sr9Y(PO4)7材料的发光性能具有显著的影响。
其中,铕元素的引入使得材料的发射光谱呈现出典型的Eu3+离子特征峰,而钐元素的引入则使得材料的发射光谱呈现出Sm2+离子的特征峰。
《基于三角型配体同稀土元素构筑的配位聚合物的合成、结构及荧光性质的研究》篇一一、引言随着配位化学的快速发展,由稀土元素与有机配体构筑的配位聚合物已成为材料科学、化学和物理等多个学科研究的热点。
其中,基于三角型配体与稀土元素构筑的配位聚合物,因其独特的结构和优异的性能在荧光材料、磁性材料以及传感器等方面有着广泛的应用前景。
本文针对基于三角型配体同稀土元素构筑的配位聚合物的合成、结构及荧光性质进行详细的研究。
二、实验部分(一)合成方法1. 原料与试剂本实验所需原料包括稀土元素(如La、Eu等)、三角型配体以及常用的溶剂和辅助试剂。
所有试剂均为分析纯,使用前未进行进一步处理。
2. 合成步骤将稀土元素与三角型配体按照一定比例混合,加入适量的溶剂,在一定的温度和压力下进行反应,得到目标配位聚合物。
(二)结构表征利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等手段对合成的配位聚合物进行结构表征,分析其晶体结构、配位方式等。
三、结果与讨论(一)合成产物的结构分析通过XRD和IR等手段对合成产物进行结构分析,结果表明,产物为具有特定晶体结构的配位聚合物。
其中,三角型配体与稀土元素通过配位键形成稳定的配位环境,形成三维网状结构。
此外,产物具有较高的热稳定性和化学稳定性。
(二)荧光性质研究1. 荧光光谱分析在室温下对产物的荧光性质进行测试,结果表明,该配位聚合物具有优异的荧光性能。
在紫外光激发下,产物发出强烈的荧光,且荧光颜色随稀土元素种类不同而有所变化。
通过对荧光光谱的分析,可以了解产物的激发能级、发射能级以及荧光寿命等荧光参数。
2. 荧光性质影响因素产物的荧光性质受多种因素影响,如温度、溶剂、浓度等。
在一定的温度范围内,产物的荧光强度随温度升高而降低;在不同溶剂中,产物的荧光性质也有所不同;此外,产物的浓度也会影响其荧光强度。
因此,在应用过程中需考虑这些因素对荧光性质的影响。
3. 荧光机制探讨针对产物的荧光机制,结合文献报道和实验结果,初步探讨可能的荧光来源和能量传递过程。
《稀土元素铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中发光性能的研究》篇一一、引言稀土元素因其独特的电子结构和光学特性在发光材料中发挥着至关重要的作用。
随着科学技术的不断发展,人们对材料的光学性能和功能性提出了更高的要求。
铕(Eu)和钐(Sm)作为典型的稀土元素,因其独特的光谱特性在发光材料中得到了广泛的应用。
本文以Sr9Y(PO4)7材料为研究对象,探讨铕钐在其中的发光性能。
二、Sr9Y(PO4)7材料的概述Sr9Y(PO4)7是一种重要的磷酸盐发光材料,具有良好的物理化学稳定性和光学性能。
它被广泛应用于发光二极管、等离子电视和X射线显示器等电子设备中。
而铕和钐的加入,可以进一步优化其发光性能,提高其在各种领域的应用价值。
三、铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能(一)实验方法本实验采用高温固相法合成Sr9Y(PO4)7材料,并在其中掺杂不同浓度的铕和钐元素。
通过X射线衍射、扫描电子显微镜等手段对材料进行表征,并利用光谱仪测量其发光性能。
(二)实验结果实验结果表明,铕和钐的加入对Sr9Y(PO4)7材料的发光性能有显著影响。
在掺杂了适量的铕或钐后,材料的发光强度和颜色均有所改善。
同时,我们还发现铕和钐的掺杂浓度对发光性能的影响具有最佳值,超过此值后,发光性能反而会下降。
(三)分析讨论铕和钐的掺杂能够改变材料的电子结构和能级分布,从而提高其发光性能。
此外,它们还可以作为激活剂,在材料中产生更多的发光中心。
然而,过高的掺杂浓度可能导致离子间的相互作用增强,反而降低发光性能。
因此,选择合适的掺杂浓度是提高材料发光性能的关键。
四、不同稀土元素的影响及优化方案除了铕和钐外,其他稀土元素如钴、铝等也在Sr9Y(PO4)7材料中发挥了重要作用。
这些元素可以通过调整掺杂浓度和种类来进一步优化材料的发光性能。
同时,还可以通过改变合成工艺、控制晶体结构等方法来提高材料的发光性能。
五、结论本文研究了铕钐在Sr9Y(PO4)7材料中的发光性能,发现适量的铕和钐的掺杂可以显著提高材料的发光强度和颜色纯度。
沈阳化工大学本科毕业论文题目:有机配体结构与稀土离子铽发光性能关系的研究毕业设计(论文)任务书应用化学专业0902 班学生:高婷婷毕业设计(论文)题目:有机配体结构与稀土离子铽发光性能关系的研究毕业设计(论文)内容:通过选择不同的有机配体,在适当的操作条件下与稀土离子铽合成配合物,研究其发光性能与配体结构的关系;通过X-射线衍射等测试稀土有机配合物的结构。
毕业设计(论文)专题部分:1. 通过实验探究考察合适的操作条件,在此条件下合成有机配体与稀土离子铽的配合物;2. 研究不同有机配体与稀土离子铽合成的配合物的发光性能。
起止时间:2013 年 2 月--- 2013 年 6 月指导教师:签字年月日教研主任:签字年月日学院院长:签字年月日摘要稀土元素是位于元素周期表中第ⅢB族的钪、钇以及镧系金属的总称,因其具有优异的物理和化学性能,尤其在光,电,磁等各个领域的应用,在近些年引起人们的重视。
尤其是稀土发光材料的合成,因合成产物具有良好的稳定性,高效发光性,引起了人们极大地研究兴趣。
本文主要通过选择不同的有机配体与稀土离子铽形成配合物,研究其发光性能与配体结构的关系。
主要研究路线如下:1. 利用药品Tb4O7制备Tb3+;2.使用不同的有机配体与Tb3+,邻菲罗啉合成三元配合物;3.利用红外光谱,X-射线衍射等检测方法分析不同配体对发光强度的影响。
在本次试验中,主要合成四种配合物,分别用到柠檬酸,水杨酸,草酸,对甲基苯甲酸四种酸。
通过反复试验,找到了反应的最佳反应温度,因用乙醇作为反应介质,所以反应温度应高于乙醇的沸点,也找到了适宜的PH值:调节PH在8以上但不能高于11,否则有凝胶现象,反应后的产物最好添加适量乙醇,进行30分钟研磨(玛瑙研钵),放入65℃烘箱中烘干,所得产物亮度较好。
产物也进行了多项性能测试,红外光谱测试主要确定了产物的结构,确定为目标产物,也为研究对比配合物发光性提供一定依据,在溶解性实验中发现产物在N,N-二甲基甲酰胺中的溶解性较好,在丙酮和乙醇中部分溶解,通过热重判断物质的热稳定性,荧光测试发现对甲基苯甲酸配合物发光强度最强。
这些数据均为以后的分析提供参考。
关键词:稀土,稀土铽配合物,结构表征,性能分析AbstractRare earth elements is third subgroup element in the periodic table include scandium、yttrium and lanthanum metal. their have excellent physical and chemical properties in general, because of their application in theoptical, electrical , magneticfields and other fields , it has caught people's attention in recent years . Especially in the synthesis of rare earth luminescent material, the synthetic product has good stability, high luminance, has attracted great interest to study.This paper mainly to study the luminescence properties and the structure of the rare earth terbiumˊs complexes which compose with ligand through by choosing different organic ligands . The main research route as follows: 1. Using the drug Tb4O7 to preparation Tb3+; 2. Using different organic ligands with Tb3+, adjacent phenanthroline synthesis of ternary complexes; 3. Using different testing methods such as infrared spectrum, X-ray diffraction , and analysis of complexes with different ligands how to influence the luminous intensity.In this experiment, four kinds of complexes have been synthesized .And four kinds of acid have been used ,include of citric acid, salicylic acid, oxalic acid, p-Toluylic acid. Through trial and error, we found the best reaction temperature : because of the reaction by using ethanol as reaction medium, the reaction temperature should be higher than the boiling point of ethanol; we also found the appropriate PH value:adjusting Ph higher than 8 but less than 11, otherwise there is gel phenomenon wound appear, after the reaction, the product had better add just the right amount of alcohol, continuous grinding (agate mortar),ang placed it in the oven of 65 ℃after 30 minutes , the brightness of product is better.Products are also need a number of performance tests, it mainly cover determine the structure of the product, identify targets for product and also provide certain basis for the luminance contrast complexes. we found these products in N, N - dimethyl formamide has good solubility in the solubility experiment , partly dissolved in acetone and ethanol, we judging if the crystallization presence of water by thermogravimetric analysis , fluorescence test found complexes of methyl benzoic acid has the strongest luminous intensity. These data provide references for later analysis.Keywords:rare earth terbium rare earth complexes structure characterization performance analysis目录第一章引言 (1)第二章文献综述 (2)2.1 有机电致发光器件 (2)2.1.1有机电致发光器件的发展情况 (2)2.1.2有机薄膜电致发光(EL)的基本介绍 (2)2.1.3有机电致发光材料 (3)2.1.4有机电致发光器件发光机理研究[18] (4)2.1.5有机电致发光器件的潜在应用与展望 (6)2.2 稀土有机配合物 (6)2.2.1 配位化学 (6)2.2.2 稀土有机配合物的发光原理 (7)2.2.3稀土配合物的能量传递[28-31] (8)2.3选题依据及内容 (10)第三章实验部分 (11)3.1实验药品和仪器设备 (11)3.2实验步骤 (12)第一部分 (12)第二部分 (12)第三部分 (13)第四部分 (13)第四章结果与讨论 (14)4.1.1温度的影响 (14)4.1.2 物料配比的影响 (14)4.1.3 PH值的影响 (15)4.2 溶解性测试 (15)4.3 红外测试 (16)4.4荧光光谱 (19)4.5 热重分析 (23)4.6 XRD (23)第五章结论 (25)参考文献 (26)致谢 (29)附录 (30)附录一英文翻译 (30)附录二英文文献原文复印件 (40)第一章引言稀土元素引起电子结构的特殊性而具有光电磁等特性,被誉为新材料的宝库[1]。
其量子效率高,发射波长可调,在生产及使用过程中不含有害物质,属于很好的环境友好材料。
重要的是三价稀土离子的电子层中不同能级之间可以产生近二十万的不同能级跃迁,使可以发出如此丰富多彩光芒的的稀土元素成了国内外研究人员颈项研究和开发的宝库。
镧系稀有金属有机配合物具有发射光谱谱带尖锐,半高宽度窄(不超过10nm),色纯度高等特点,这是其他发光材料所无法比拟的。
此外,聚合物电致发光(Electroluminescence,简称EL)材料内存在理论极限25%[2],而稀土金属有机配合物可达100%,同时它还具有荧光寿命长、熔点高等优点,所以近些年来对稀土有机电致发光器件的研究不断深入。
自从Tang[3]和Burroughes[4]分别报道了高性能的有机小分子和聚合物发光器件以来, 有机电致发光研究已取得了很大的进展。
发光颜色可以覆盖从红到蓝整个可见光范围, 发光效率和寿命也迅速接近商业化水平。
然而, 有机分子复合物的发光是基于P-P* 跃迁, 导致发光光谱的半高全宽范围在50~ 200 nm 之间, 不能很好的满足全色显示对于色纯度的要求。
稀土有机配合物是基于有机配合物中三线态能级到金属离子的能量传递而发光, 具有较高的量子效率, 且色纯度高、发光峰位稳定, 有望用于制备高色纯度的全彩色有机电致发光显示器件, 因而引起了人们的研究兴趣[ 5]。