中南大学有机稀土配合物的合成及荧光特性

稀土配合物的发光原理稀土配合物是一类由稀土离子与有机配体形成的化合物。

它们在化学、物理、材料科学等领域中具有广泛的应用，其中最引人注目的是它们在发光领域中的应用。

稀土配合物不仅被用作荧光材料以增强光的亮度和色彩，还被应用于光电器件和生物成像中。

要了解稀土配合物的发光原理，首先需要理解稀土离子的能级结构和能量跃迁过程。

稀土离子的能级结构与一般的过渡金属离子有所不同。

在稀土系列中，由于电子的内层排布方式，稀土离子在外层电子排布上与其他元素有明显差异。

稀土离子的电子配置使其有多个能级，这些能级之间的距离较小，从而导致稀土配合物在可见光区域和近红外区域发射光。

稀土配合物发光的过程可以分为两个步骤：激发和自发发射。

首先是激发步骤。

当稀土配合物暴露在外部光源下时，其能级结构中的电子可以通过吸收光子的能量而被激发到高能级。

只有当光子的能量与稀土离子能级之间的能量差相等或接近时，才能有效地激发电子。

因此，外部光源的波长对于激发电子起到关键作用。

常见的激发光源包括紫外线灯、激光器和白炽灯等。

其次是自发发射步骤。

在激发过程中，被激发到高能级的电子会在极短的时间内回到其最稳定的、低能级状态。

这个过程中，电子会释放出能量，部分能量以光的形式发射出来。

这就是稀土配合物所发出的荧光或磷光。

不同的稀土元素具有不同的电子能级，因此具有不同的发光波长和颜色。

稀土配合物发光的机理主要包括基态吸收-激发态发射、电荷转移过程和能量转移过程。

首先，基态吸收-激发态发射是最常见的发光机制。

当稀土配合物吸收光能时，电子从基态吸收到激发态，然后自发地返回基态并发射荧光或磷光。

这种机制广泛应用于许多稀土配合物中，如氧化物、硝酸盐和有机配合物等。

其次，电荷转移过程也是一种重要的发光机制。

在某些配合物中，有机配体与稀土离子之间发生电子转移，将电子从有机配体转移到稀土离子上。

这种电荷转移过程在有效的配位环境下可以实现，从而激发稀土离子发射光。

最后，能量转移过程也可以导致稀土配合物发光。

稀土铕、β-二酮配合物的合成、表征及其发光性能测定一、学习目的1、学习并了解稀土配合物的性质和功能.2、了解稀土元素发光原理，学习分析荧光谱图3、学习使用分子荧光光谱仪测试所得产物的激发光谱、发射光谱等荧光性质。

4、学习使用红外光谱仪测试所得产物的成键情况和基团信息。

二、实验原理稀土就是化学元素周期表中镧系元素--镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，以及与镧系的15个元素密切相关的元素-钇(Y)和钪(Sc)共17种元素，称为稀土元素。

20世纪40年代，Weissman发现用近紫外光可以激发某些具有共振结构的有机配体的稀土配合物产生较强的荧光，其后相继发现了其他一些稀土配合物的光致发光配合物：目前，稀土放光材料以及广泛地应用于分子荧光免疫分析、结构探针、防伪标签、生物传感器、农用薄膜和器件显示灯领域。

稀土配合物发光主要由中心·离子的f-f跃迁所引起的，具有光色纯度高、发光效率高和修饰配体不影响发光颜色等优点，在分析化学、生物学、超薄膜、有机电致发光等领域有广泛的应用。

本实验采用液相均相法制两种稀土铕、β-二酮配合物。

通过紫外吸收光谱和激发、发射光谱对其荧光性质进行研究。

稀土配合物的发光类型和发光性能都与稀土离子的4f电子结构及其跃迁密切相关。

4f电子受s5p°的屏蔽，它们的能级受外界的影响较小，但由于自旋耦合常数较大，能引起J能级的分裂。

不同稀土离子中4f电子的最低激发态能缴和基态能级之间的能量差不同，致使它们在发光性质上有一-定的差别。

稀土离子的4f电子跃迁主要有f跃迁和f-d跃迁。

属于f-f禁阻跃迁的三价稀土离子在紫外光区的吸收系数很小，发光效率低。

β_二酮配体在紫外光区有较强的吸收，而且能有效地将激发态能量通过无辐射跃迁转移给稀土离子的发射态，从而敏化稀土离子的发光，弥补了稀土离子发光在紫外-可见光区的吸收系数很小的缺陷，此即为“Antena效应”。

苯甲酸铕及苯甲酸-邻菲咯啉-铕的合成和荧光特性卢浩杰唐思思黄燕平陈淑琼（中南大学化学化工学院，长沙，410083）摘要：合成了铕-苯甲酸和邻菲咯啉的二元、三元配合物，研究了它们的荧光光谱。

结果表明，铕和苯甲酸、邻菲咯啉生成的二元、三元配合物，在紫外光激发下均可发出铕的特征荧光，且三元配合物的荧光强度明显大于二元配合物，三元配合物的第二配体具有协同效应。

关键词：稀土苯甲酸邻菲咯啉荧光光谱前言稀土光致发光配合物是一类具有独特性能的发光材料[1,2]，它的荧光单色性好，发光强度高，因此日益受到人们的重视。

稀土离子Sm(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)发射线状光谱，属于4f 层电子跃迁发射，但都较微弱。

可是，当它们与含芳环的有机配位体形成二元或三元配合物时，受激发的配位体的能量可能转移给金属离子，然后由激发态的金属离子返回基态而发出强的荧光。

稀土芳香族有机羧酸配合物是一类性能良好的发光材料[3～5]。

为此，本文以苯甲酸、邻菲咯啉为配体，研究了铕的二元、三元配合物的合成和荧光性能。

1 实验部分1.1原料与试剂Eu2O3：纯度为99.9%；苯甲酸钠、邻菲咯啉（Phen）及其他试剂均为分析纯，pH试纸，无水乙醇。

1.2样品的制备Eu2O3溶于盐酸配成0.1mol/L的EuCl3水溶液，苯甲酸钠溶于水配成0.1mol/L的水溶液，邻菲咯啉溶于适量的乙醇中。

1.2.1铕-苯甲酸二元配合物的合成在不断搅拌的情况下，按n(Eu3+):n(苯甲酸)=1:3取样，将EuCl3的水溶液逐渐滴入苯甲酸钠的水溶液中，保持温度在80℃左右，用氢氧化钠溶液调节溶液的pH为6～6.5，不断搅拌，溶液中逐渐析出沉淀。

继续搅拌若干时间，静置，冷却至室温，过滤，分别用水和95%乙醇洗至无Cl-离子，置于烘箱中，于110℃下干燥，得粉末样品。

1.2.2苯甲酸-邻菲咯啉-铕三元配合物的合成在不断搅拌的情况下，按n(Eu3+):n(苯甲酸):n(邻菲咯啉)=1:3:1取样，将EuCl3的水溶液逐渐滴入苯甲酸钠的水溶液和邻菲咯啉的乙醇溶液中，保持温度在80℃左右，用氢氧化钠溶液调节溶液的pH为6～6.5，不断搅拌，溶液中逐渐析出沉淀。

稀土有机配合物的制备及性能测定一、实验目的1、了解稀土元素的基本知识。

2、理解光致发光的基本原理。

3、熟练掌握稀土盐和稀土有机配合物的制备方法。

4、熟悉荧光光谱仪、差热-热重分析仪和红外光谱的结构、原理和应用。

二、实验原理1、基本知识简介(1)稀土元素的发光稀土元素主要包括La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，都含有4f轨道，具有镧系收缩现象。

稀土离子因为存在着4f轨道，所以能级结构非常复杂，有些能级之间的跃迁就会产生发光现象。

单独的稀土离子一般来说很难发出较强的光，通常都是稀土离子与有机配体首先形成稀土配合物。

然后在光照或者通电流的情况下，能量通过配体吸收，然后传递给稀土离子，稀土离子能级从激发态跃迁回基态的时候会产生发光现象。

只有能级匹配的稀土配合物才能够发射出较强的可见光。

(2)基态和激发态基态是指分子的稳定态，即能量最低状态，当一个分子中的所有电子的排布完全遵从构造原理（能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则）时，分子处于基态（ground state）。

如果一个分子受到光的辐射使其能量达到一个更高的值时，这个分子被激发，分子中的电子排布不完全遵从构造原理，这时的分子处于激发态（excited state）。

激发态是分子的一种不稳定状态，其能量相对较高。

分子受到激发后，其中一个电子从低能量轨道被激发到高能量轨道上，这个过程称为“跃迁”。

电子跃迁到高能量轨道后，激发态的自旋状态有可能出现不同于基态的情况。

本实验主要研究的内容是在光照情况下产生发光的，称之为光致发光。

光致发光的过程中，激发光源将能量首先传递给能够接受激发光能量的有机配体分子，有机配体从基态跃迁到激发单重态（S0），然后通过系间窜跃（ISC）将能量传递给激发三重态（T1），接着激发三重态的能量再传递给稀土离子的最低激发态，最后发生稀土离子激发态到各个基态的跃迁过程，此时能量将会以光能的形式发出来，这就是光致发光的能量传递过程。

β-二酮类稀土(Eu,Tb)配合物的合成与发光性能的研
究的开题报告
题目：β-二酮类稀土(Eu,Tb)配合物的合成与发光性能的研究
研究背景：
稀土材料是具有特殊光学、磁学、电学等性质的重要功能材料。

稀
土配合物作为稀土材料的一种有机衍生物，具有良好的化学稳定性和光
学性能，可广泛应用于荧光传感器、电化学传感器、生物医药、光电感
应发光等领域。

而β-二酮类化合物是合成稀土配合物的一种常用配体，
其结构简单，易合成，而且能够与稀土离子配位，具有广泛的应用前景。

研究内容：
本研究旨在合成β-二酮类稀土(Eu,Tb)配合物，并研究其光学性能。

具体内容如下：
1. 合成β-二酮类配体及稀土(Eu,Tb)配合物。

2. 通过FT-IR和UV-Vis对β-二酮类配体和稀土配合物的结构进行表征。

3. 测定β-二酮类稀土(Eu,Tb)配合物的发光性能，并对其发光机理进行探讨。

4. 研究β-二酮类稀土配合物在不同pH值条件下的发光性能变化。

研究意义：
本研究将有助于深入了解稀土配合物的合成及光学性质，并为其在
荧光传感器和光电设备等领域的应用提供科学依据。

特别是对β-二酮类
稀土(Eu,Tb)配合物在不同pH值条件下的发光性能变化进行研究，对于
探究其在生物医药领域的应用前景具有重要意义。

有机稀土配合物的合成及其荧光特征彭亮1，黄琪2，董建洋2，何沐恩2 ，朱雷2，曾继森2，黄健涵2 （中南大学化学化工学院应用化学系，湖南，长沙，410083）摘 要：本文论述了Eu 2O 3与苯甲酸钠按1:3的比例制备了苯甲酸铕的实验,及以1:3:1的Eu 3＋、苯甲酸和邻菲咯啉（phen ）进行了苯甲酸－邻菲咯啉－铕三元配合物的制备，对其荧光性能进行了分别测试。

Abstract: in this paper, through Eu2O3 prepared the benzoic acid and sodium benzoate 1:3 according to the proportion of europium,and with 1:3:1 Eu3 +, benzoic acid and its adjacent Philippine luo Lin (phen) benzoic acid - adjacent Philippine luo Lin - europium preparation of ternary complexes.关键词：苯甲酸铕 苯甲酸和邻菲咯啉（phen ） 荧光性能测试1. 前言稀土元素是指周期表中ⅢB 族,21号元素钪(Sc)、39号元素钇(Y)和57～71的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),共17个元素。

由于稀土离子具有独特的结构和性质,使其与适当的有机配体配合后发出的荧光兼有稀土离子发光强度高,颜色纯和激发能量低,荧光效率高等优点。

近年来,稀土元素作为光学高新材料的价值和应用日益受到广泛的关注[1]。

稀土元素的显著特点是大多数稀土离子含有能级相近且未充满的4f 电子,并且4f 电子处于原子结构的内层,受到5s25p6电子对外场的屏蔽,因此其配位场效应较小,其中,除La3+,Lu3+之外的镧系离子的4f 电子可在7个4f 轨道之间任意分布,从而产生各种光谱项和能级,而由于稀土元素位于内层的4f 电子可以在不同能级之间进行跳跃,从而产生了大量的吸收和荧光光谱信息[2]。

稀土有机配合物荧光材料的研究进展刘斌;段广彬;刘宗明【摘要】概述稀土有机配合物的荧光发光机理,即有机配体通过对稀土离子的敏化作用,并将其跃迁的能量传递给稀土离子供其发光;列举芳香胺类、β-二酮类和多胺多羧酸类等新型的有机配体结构.提出稀土有机配合物材料的研究与应用应致力于研发高性能有机配体,并着手解决极易被水猝灭和量子产率不高等问题.认为合成平面刚性强并对稀土离子进行有效保护的新型有机配体,可以有效增强稀土有机配合物的荧光强度以改善其应用范围.【期刊名称】《中国粉体技术》【年(卷),期】2018(024)003【总页数】5页(P6-10)【关键词】稀土有机配合物;有机配体;敏化作用;荧光性能【作者】刘斌;段广彬;刘宗明【作者单位】济南大学材料科学与工程,山东济南250022;济南大学材料科学与工程,山东济南250022;济南大学材料科学与工程,山东济南250022【正文语种】中文【中图分类】TQ422稀土离子具有独特的、优异的光、电、磁性能[1-2]，一直受到研究人员的追捧，并被广泛应用在高精尖的领域。

稀土有机配合物研究是对稀土离子研究过程十分重要的部分，其光电性能优于单一稀土离子。

稀土有机化合物的研究涉及到化学、物理、生物等各种领域，已形成为一门相互交叉学科，并在有机发光二极管（OLEDs）、生物、医学等领域发挥着重要的作用，为人类的生活提供了异常丰富的发光材料[3]。

稀土元素的离子价态大多数是+3价金属离子Ln3+，只有极少数有＋2价或者＋4价。

由于它们的4f电子层中排列的电子不同以及电子在轨道中排列方式存在差异，使得稀土元素具有异常复杂的能级跃迁。

稀土元素的荧光发射的原因在于4f-4f跃迁、5d-4f跃迁和电荷跃迁这3种能级跃迁[4]。

在所有的稀土元素中，由 Eu3+、Tb3+、Dy3+、Sm3+和有机配体所形成的配合物具有较好的荧光性能。

在紫外光的激发下，稀土离子的4f电子层容易发生4f-4f的电子跃迁，使得电子经历从基态到激发态再由激发态回到基态的过程，从而在此过程中产生荧光发光。

新型稀土配合物的合成、结构及其性能研究张兴晶;车广波【摘要】采用水热方法合成一种新型稀土配合物[Eu(NIPH)(Suc)0.5(H2O)]N(NIPH为5-硝基间苯二甲酸根离子；Suc为琥珀酸根离子),并对该配合物进行了X射线单晶结构分析、元素分析以及红外光谱表征.结构分析表明,该配合物属于单斜晶系,C2/c空间群,晶胞参数a=2.112 70 (8)nm,b=0.900 27 (3) nm,c=1.358 12 (5) nm,α=90°, β=105.5850(10)°,γ=90°,V=2.488(2) nm3,Z=8.对配合物的晶体结构、荧光性质和热稳定性做了详细的分析.【期刊名称】《高师理科学刊》【年(卷),期】2012(032)003【总页数】3页(P53-55)【关键词】铕(Ⅲ)配合物;混合羧酸配体;晶体结构;水热合成【作者】张兴晶;车广波【作者单位】吉林师范大学化学学院,吉林四平136000;吉林师范大学化学学院,吉林四平136000【正文语种】中文【中图分类】O631.1+1我国稀土资源丰富，随着稀土的广泛应用，稀土配合物的研究越来越受到广泛关注.由于以多羧酸为配体的稀土-有机配合物的拓扑结构的多样性和在催化、磁性、吸附、光学性质等方面的功能特性，近年来，对其研究一直非常活跃[1-2].在配合物的设计合成中，配体是影响结构的重要因素.配体的给体基团性质、配体的齿数、配体间的间距、配体间的连接基团以及配体异构等诸多因素都可能对配合物的最终结构产生影响.目前，以有机多羧酸为配体的稀土配位聚合物报道日益增多[3-6]，但以混合二元羧酸为配体的稀土配合物的报道却很少[3-4].因此，本文设计合成了以5-硝基间苯二甲酸和琥珀酸为混合配体的稀土铕配合物[Eu(NIPH)(Suc)0.5(H2O)]n（下文称配合物1.其中：NIPH 为5-硝基间苯二甲酸根离子；Suc为琥珀酸根离子），测定其晶体结构，并对其进行荧光光谱分析和热分解动力学研究.Eu（NO3）3·6H2O，5-硝基间苯二甲酸，琥珀酸，均为分析纯.Perkin-Elmer 240C型元素分析仪；Nicolet Impact 410 FTIR型红外光谱仪（KBr压片，400-4 000 cm-1）；LS55型荧光光谱仪；Perkin Elmer Diamond TG/DTA型热分析仪；Bruker SMART APEX II CCD型X射线单晶衍射仪.依次称取0.18 g （0.4 mmol） Eu（NO3）3·6H2O，0.084 g （0.4 mmol） 5-硝基间苯二甲酸，0.024 g （0.2 mmol）琥珀酸，放入烧杯中.向烧杯中加入10 mL蒸馏水，搅拌1 h，搅拌过程中向反应体系中滴加4滴异丙醇胺，反应5 h后，将反应混合物装入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，于170°C烘箱内静止放置4 d后取出，逐渐冷却至室温.产物经过滤和蒸馏水洗涤，在室温下干燥，得到无色粒状晶体.元素质量分数分析结果为：C为27.45%（27.49%），H为1.60%（1.62%），N为3.20%（3.22%）（注：括号外为计算值，括号内为理论值）.在Bruker AXS SMART APEX II X射线单晶衍射仪上，于293 K下使用经石墨单色化的Mo Kα射线（λ=0.071073nm ），以Ψ扫描方式收集单晶的衍射数据.在2.00°≤θ≤25.00°范围内共收集到6 401个衍射点，其中2 193个独立衍射数据用于晶体结构解析.晶体结构的分析和精修利用SHELXTL-97程序完成.全部非氢原子利用直接法确定，非氢原子坐标和各向异性温度因子均采用全矩阵最小二乘法修正.配合物1属于单斜晶系，C2/c 空间群，晶体学参数a=2.112 70（8）nm，b=0.900 27（3）nm，c=1.358 12（5）nm，α=90°，β=105.585 0（10）°，γ=90°，V=2.488（2） nm3，Z=8，S=1.133，最后的一致性因子为R1=0.026 7，ωR2=0.0721.用Perkin Elmer Diamond TG/DTA型差热天平对配合物1进行热分析测试.实验条件：静态氮气气氛，升温速率为10℃⋅min-1，温度范围为50～1 000℃，样品用量为3.107 mg.配合物1晶体结构见图1.由图1可见，在不对称结构单元中，金属Eu离子与3个5-硝基间苯二甲酸中的4个氧原子、2个琥珀酸中的3个氧原子以及1个配位分子形成八配位结构.Eu—ONIPH（来自5-硝基间苯二甲酸），Eu—OSuc（来自琥珀酸）和Eu—Owt的平均键长分别是0.236 3（3），0.247 8（3）和0.240 8（3）nm，键长数据与文献[3-4]报道的Eu—O键长（0.241 3（4），0.239 2（3），0.236 8（3）nm）相吻合.为更深刻理解配合物1的结构框架和羧基的配位模式，详细了解金属中心铕离子与2种混合羧酸的连接方式是十分必要的.在配合物1中，5-硝基间苯二甲酸和琥珀酸均起到桥连配体的作用，水分子处于端基位置.相邻的2个金属铕离子与周围相邻的8个羧基和2个配位水连接形成结构为[Eu2O2（CO2R）8]的二聚物（见图2a），中心金属离子与其配位的氧原子形成多面体（见图2b），这些二聚物沿c轴方向通过5-硝基间苯二甲酸和琥珀酸交替连接形成簇状物（见图2c）.在a+b 和a-b方向上，5-硝基间苯二甲酸将此簇状物连接，形成三维网状结构（见图2d）.配合物的热分解TG-DTG-DTA曲线见图3.由图3可见，配合物在50～800℃范围内失质量分2个阶段，第1阶段失质量的温度范围是251～369℃，失质量率为4.12%，与失去2个H2O的理论失质量值4.12%相吻合；在DTA曲线上的411℃处有一吸热峰，表明配合物在此阶段的热分解是一个吸热的过程.第2阶段失质量的温度范围是371～772℃，失质量率为38.46%，与失去1个5-硝基间苯二甲酸分子和1个琥珀酸分子的理论失质量值38.55%基本吻合；在DTA曲线上429℃处出现一个很强的放热峰，表明在此阶段配合物失去1个5-硝基间苯二甲酸分子和1个琥珀酸分子而放收热量.配合物1的荧光发射光谱图见图4.由图4可见，能量主要来源于配体吸收的紫外光能量，然后发生荧光发射.发射光谱只表现出Eu3+的特征ffCT发射，它们是5D0 →7Fn （n=1~4）跃迁.其中：5D0 →7F2（618 nm）处为最强峰，此处为Eu3+离子的电偶极跃迁，也是Eu3+离子的超灵敏跃迁，它的出现表明Eu3+离子在配合物中处于非对称中心的位置，这与结构测定的结果是一致的.【相关文献】[1] Uemura K，Kitagawa S，Fukui K，et al.A contrivance for a dynamic porous framework：cooperative guest adsorption based on square grids connected by amide—amide hydrogen bonds [J].J Am Chem Soc，2004，126（12）：3817-3828[2] Rao C N R，Natarajan S，Vaidhyanathan R.Metal carboxylates with open architectures [J].Angew Chem，Int Ed，2004，43（12）：1466-1496[3] Zhang X J，Xing Y H，Wang C G，et al.A series of novel Ln-succinate-oxalate coordination polymers：synthesis，structure，thermal stability and fluorescent properties [J].Cyrst Growth Des，2008，8（10）：3680-3688[4] Zhang X J，Xing Y H，Han J，et al.A series of two-dimensional metal-organic frameworks based on the assembly of rigid and flexible carboxylate-containing mixed ligands with lanthanide metal salts [J].Cyrst Growth Des，2007，7（10）：2041-2046 [5] Cui G H，Li J R，Zhang R H，et al.Hydrothermal synthesis，crystal structures and luminescent properties of two new Ln（III）succinate（Ln=Eu，Tb）complexes exhibiting three dimensional networks [J].J Mol Struct，2005，740（1-3）：187-191[6] Zheng Y Q，Sun J.Two succinato-pillared coordination polymer：hydrothermalsyntheses，crystal structures and properties of Mn5（OH）2L4 and Cd3（OH）2L2 with H2L HOOC（CH2）2COOH [J].J Solid State Chem，2003，172（2）：288-295。

稀土有机配合物发光及光声光谱研究方法近些年来，稀土有机配合物（Rare Earth Organic Compounds, REOCs）作为一种新型的复合材料，在科学和技术领域受到了广泛的关注。

稀土有机配合物具有特殊的光、磁、电和热性能，因此具有重要的应用前景，如荧光探测器、电致发光器件、功能材料等。

因此，研究和理解稀土有机配合物的发光性能和机理十分重要。

发光及光声光谱技术是一种重要的分析技术，为了研究稀土有机配合物的发光性能和机理，提供了理论和实验的基础和支持。

一般来说，发光及光声光谱是指稀土有机配合物发出的光在不同波长范围内的强度分布，这种分布的特点和空间结构有关。

发光及光声光谱技术也具有检测分子结构和活性中心的特点。

发光及光声光谱技术的研究主要集中在以下几类技术：（1）发射光谱技术。

发射光谱是在稀土有机配合物样品被外部刺激后，其被激发释放出的发射光谱。

它们能够提供样品中各种元素和活性中心的相关信息，例如发射波长及发射强度等。

（2）激发源光谱技术。

激发源光谱是指在激发源的作用下，样品的外部刺激的发光特性。

它可以用来检测分子的结构和活性中心，并且可以用来解释样品的发射光谱特性。

（3）反射光谱技术。

反射光谱是指样品受到外部刺激后，发射出的反射光谱。

它们可以帮助我们更清楚地了解样品的结构和活性中心，从而获取更多的发射光谱信息。

（4）荧光技术。

荧光技术是指样品受到外部刺激后，发射出的荧光特性。

它可以用来检测样品中各种元素的存在情况，并且可以用来测定样品的活性中心的位置和强度。

上述发光及光声光谱技术在研究稀土有机配合物的发光性能和机理方面有着重要的应用。

首先，发射光谱和激发源光谱可以用来探测样品中不同活性中心的存在，并且可以用来测定样品的发射强度。

另外，反射光谱可以帮助我们更清楚地了解样品的结构和活性中心，从而获取更多的发射光谱信息。

最后，荧光技术可以测定样品中各种元素的存在，并且可以用来测定样品的活性中心的位置和强度。

稀土（Tb）配合物的製備和光致發光性能測定摘要：我國是稀土資源大國，深入開展稀土理論及應用方面的研究，具有重要的現實意義和深遠的歷史意義。

稀土元素由於其特殊的電子結構，使它們具有優異的光、電、磁等特殊性能。

本文介紹了稀土元素鋱配合物的製備過程，以及其產品的螢光，紅外，紫外分析。

關鍵字：稀土鋱配合物光致發光一前言1.1稀土元素稀土元素在元素週期表中主要包括從57－71號的15種元素，以及21號、39號元素。

稀土元素由於其特殊的電子結構，具有優異的光、電、磁等特殊性能。

稀土螢光材料，在稀土功能材料中佔有重要的地位。

其中稀土有機發光配合物，由於具有發出的螢光強度高，量子效率高，色彩純正，以及所需激發能量低等優點被認為是一類具有廣泛應用前景的稀土發光材料。

1.2稀土元素配合物的光致發光原理稀土元素在元素週期表中主要包括從57－71號的15種元素，以及21號、39號元素。

稀土元素由於其特殊的電子結構，具有優異的光、電、磁等特殊性能。

稀土螢光材料，在稀土功能材料中佔有重要的地位。

其中稀土有機發光配合物，由於具有發出的螢光強度高，量子效率高，色彩純正，以及所需激發能量低等優點被認為是一類具有廣泛應用前景的稀土發光材料。

物質吸收了一定的光能所產生的發光現象稱為光致發光，由於稀土離子本身在紫外區的吸光係數很小，因此它本身的螢光效率和螢光強度很低。

由於稀上離子的配位數較為豐富，因此可以通過與適當的有機配體進行配位化學反應形成稀土有機配合物。

有機配體在紫外區有著較強的吸光係數，而且能有效的將激發態的能量通過無輻射躍遷的方式轉移給稀土離子的發射態，從而敏化稀土離子的發光。

稱為Antenna效應。

有機離子向稀土離子轉移能量的過程：(l)有機配體吸收能量後先進行π-π*躍遷，電子從單重態的基態S0躍遷到最低激發單重態S1；(2)S1的激發能可以以非輻射的方式，經系間竄越到三重態的激發態T1或T2；(3)三重態激發態可以以非輻射的方式，通過鍵的振動耦合向稀土離子的振動態能級進行能量轉移；(4)處於激發態的稀土離子的能量躍遷有兩種形式，可以通過非輻射方式或以輻射方式躍遷到較低能態，再至基態。

中南大学有机稀土配合物的合成及荧光特性名称：化学化工学院、有机稀土配合物的合成及其荧光特性一、实验目的1、掌握苯甲酸铕、苯甲酸－邻菲咯啉－铕三元配合物的制备方法；2、了解苯甲酸铕、苯甲酸－邻菲咯啉－铕的荧光性质；3、了解三元配合物第二配体的协同效应。

二、背景知识及实验原理稀土有机配合物发光是无机发光、有机发光与生物发光的交叉学科，有着重要的理论研究意义及应用价值。

稀土铕、铽配合物具有荧光强度高，单色性好，耐候性强和不易被氧化等优点，越来越受到人们的重视。

以苯甲酸、邻苯二甲酸为配体的稀土配合物的合成及荧光性能已有较多研究，并且以二羧酸为桥联配体，可更有效地传递能量。

在20世纪80年代中期，前苏联地Golodkova LN等人已经研制出了保温大棚膜的稀土光转换剂。

它能吸收97％的200－450nm的紫外光，并能将其转换为500－750nm的红橙光。

近年来，稀土有机配合物由于具有发光强度高和稳定性较好的优点，越来越引起人们的广泛关注，其应用研究非常活跃。

稀土配合物发光机理在于有机配位体将所吸收的能量传递给稀土离子，使其4f电子被激发产生f-f电子跃迁并发光，例如铕β－二酮配合物是发红光的荧光材料，主要产生5D0－7F2的跃迁。

这种发光材料能吸收太阳光中的紫外光并转换为可见光，将其添加到塑料膜中能改善光质，更好地利用太阳能。

这种铕的配合物在365nm高压汞灯下观察有明亮的红色发光。

从荧光的激发与发射光谱结果来看，配合物激发态处于长波紫外范围，这是配体的吸收，由于配合物是个大的共轭体系，所以π－π*吸收强度特别高，吸收的能量通过分子内能量传递，使中心离子Eu3＋发出强的红光。

金属离子与有机配体的配位反应：EuCI3+3C6H5COOHEu(C6H5COOH)3+3HCIEu(C6H5COOH)3+phenEu(C6H 5COOH)3 phen三．仪器与试剂试剂：36%-38%的盐酸，氢氧化钠，苯甲酸(或苯甲酸钠)，邻菲咯啉(phen)，pH试纸(或 ph计)，无水乙醇。

新的稀土铕三元配合物的合成及表征摘要：通过乙酰蒽与乙酸乙酯的克莱森缩合反应，合成新配体9-蒽甲酰丙酮，并与邻菲罗啉、稀土铕（ⅲ）合成三元稀土配合物。

通过元素分析、edta配位滴定分析、红外、荧光光谱分析测定了配合物的组成、结构和发光性能；利用差热-热重分析测定了配合物的热稳定性。

研究结果表明,稀土三元配合物在612.05 nm处发出强的eu3+特征荧光。

关键词：克莱森缩合；三元稀土配合物；荧光性质1 前言稀土β-二酮配合物作为强荧光配合物的研究一直为人们所重视。

这是由于配合物中存在着螯合环并包含电子可运动的共轭键，使β-二酮与稀土生成的配合物在只含有氧的配体中是最稳定的;而且在这类配合物中存在着从具有高吸收系数的β-二酮配体到tb3+、eu3+等的高效能量传递，从而使得它们在所有稀土有机配合物中发光效率最高。

本文利用克莱森(claisen)缩合[6]的方法合成新的β-二酮配体9-蒽甲酰丙酮，并利用元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱、对配体进行了表征；配体与邻菲罗啉、稀土铕（ⅲ）合成三元稀土配合物，用荧光光度法对三元稀土配合物的荧光性质进行了研究，并讨论了铕配合物的荧光性质。

2 实验部分2.1原料与试剂乙酰蒽按文献方法合成，纯化后产物熔点：74℃～75℃；氢化钠nah,纯度99%，含量80%；乙酸乙酯ch3cooc2h5,纯度99.9%；氧化铕eu2o3，纯度99.99%。

本文所用其它试剂均为分析纯，所用溶剂使用前均经过脱水重蒸处理。

2.2仪器与测试条件熔点用上海产x4型显微熔点仪测定；元素分析用elementar vario eliii 型元素分析仪测定；红外光谱用bruker equinox55 型红外光谱仪，kbr压片法测定；荧光光谱采用美国varina公司cary-eclipse荧光分光光度仪测定，测定条件为常温。

2.3 9-蒽甲酰丙酮的合成反应方程式：氮气保护下，以四氢呋喃为溶剂，2mmol的乙酰蒽和4mmol的乙酸乙脂在8mmol氢化钠存在下进行反应，反应温度约65℃，反应开始后有氢气缓慢放出。