稀土铽有机配合物的制备及荧光性能测定

一种发黄光的铽配合物的合成、表征及其发光机理的初
步探讨
铽是一种重要的稀土元素，由于其带有多个未占据的f电子轨道，在化学和物理上表现出许多特殊的性质。

其中，铽化合物常常表现出良好的荧光和磷光性质。

在本研究中，我们合成了一种新的发黄光的铽配合物，并探讨了其发光机理。

首先，我们合成了一种氧化铽和苯甲酸反应得到的挥发性铽化合物。

然后，将其与2，2'-联氮双(4-甲基-6-硝基苯)酚（简称L）进行反应，合成了铽配合物[TbL(NO3)2]（其中NO3为硝酸根离子）。

该配合物的化学组成和结构通过元素分析、热重分析、红外光谱、紫外-可见光谱和荧光光谱进行了表征。

在荧光光谱测试中，我们发现该配合物表现出强烈的黄色发光性质。

进一步的研究结果表明，该铽配合物的发光机理主要是通过铽的电子跃迁来实现的。

具体来说，当铽离子吸收光子，经过一系列能量转换和角动量耦合的过程，最终会发生从5D4能级到7F6能级的非辐射跃迁，从而放出黄色的发光。

我们还发现，配合物的荧光强度和激发波长等参数受到不同因素的影响，如温度、溶剂、酸度等。

综上所述，我们成功地合成了一种发黄光的铽配合物，并探讨了其发光机理。

这些研究结果为理解稀土配合物的发光性质和应用提供了有益的参考和启示。

官能团化稀土铕配合物的制备及荧光性能付旭海;刘洋;杨志超;陈世昌【期刊名称】《浙江理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2024(50)1【摘要】为获得含有反应位点的官能团化稀土配合物,采用低温等压溶剂热法,以稀土Eu3+为中心离子,分别添加脂肪族羧酸类、芳香族羧酸类配体和协同配体1,10-菲罗啉,在乙醇溶液中制备了两种含有功能羟基的官能团化稀土铕配合物,采用元素分析和光谱法等分析稀土配合物的元素组成及结构,比较两种配合物的热稳定性和荧光性能,并探究了不同pH值对配合物荧光强度的影响。

结果表明:两种配合物的热稳定性好,起始分解温度均在200℃以上;所制备的配合物在紫外光激发下均可发射较强的特征红光,芳香族羧酸类的官能团化稀土配合物的荧光强度更高,是脂肪族羧酸类稀土配合物的1.5倍,荧光寿命分别达到0.55ms和1.40ms;当酸性溶液pH 值从7降至2,脂肪族羧酸类配合物的荧光强度从8.1×10^(5)降至2.6×10^(5),芳香族羧酸类配合物的荧光强度从4.4×10^(6)降至3.4×10^(6)。

该研究制备的以羟基为反应位点的官能团化稀土配合物具有高荧光强度和寿命,有望应用于酸性溶液的快速检测。

【总页数】8页(P39-46)【作者】付旭海;刘洋;杨志超;陈世昌【作者单位】浙江理工大学纺织纤维材料与加工技术国家地方联合工程实验室;浙江古纤道绿色纤维有限公司【正文语种】中文【中图分类】O641.4;O657.33【相关文献】1.含稀土铕配合物三维有序大孔材料的制备及其荧光性能2.稀土铕三元配合物-苯乙烯共聚物的合成和荧光性能研究3.稀土铕高分子荧光配合物的制备及性能研究4.稀土铕三元配合物-甲基丙烯酸甲酯共聚物的合成和荧光性能研究5.新型稀土铕离子四元配合物的制备及荧光性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Eu(Tb)配合物及配合物/SiO_2复合发光材料的制备
及荧光性能
由于稀土元素特殊的电子构型及多种多样的电子能级,因此含稀土的配合物表现出许多独特的化学性质和物理性质。

稀土配合物具有发射光谱呈线性,激发和发射波长理想,荧光寿命长,特征发射波长不受基质影响等特点,使其在发光领域广泛应用。

稀土有机荧光配合物具有优良的发光性能,但其致命的弱点,光和热的不稳定性限制了它们的应用空间。

实践表明,将稀土配合物引入到无机基质中,能提高其光和热的稳定性,所以研究稀土配合物/SiO_2杂化发光材料对稀土配合物的应用有着十分重要的意义。

本论文采用水热法,液相法成功制备出不同形貌的稀土配合物纳米粒子。

通过溶胶-凝胶法把稀土配合物掺入SiO_2基质中,制备稀土配合物/SiO_2复合发光球及纳米管,来提高稀土配合物对光和热的稳定性。

采用TEM、SEM、XRD、FTIR和PL等测试手段对产物进行了表征,获得了一些有意义的新结果,对进一步研究稀土配合物及其复合物的性质奠定了基础。

该复合材料在生物示踪、光子晶体、发光与显示、微腔激光、数据存储、纳米传感器等多种领域具有潜在的应用价值。

【关键词相关文档搜索】：无机化学; 配合物; 配体; 稀土; SiO_2; 发光材料; 复合材料
【作者相关信息搜索】：长春理工大学;无机化学;刘桂霞;包红艳;。

新型稀土铕配合物与丙烯酸甲酯共聚物的荧光性质研究摘要：合成了1个邻菲罗啉衍生物，作为第二配体，丙烯酸作为第三配体，α-噻吩三氟甲酰丙酮作为第一配体，制备了1个新颖的带聚合活性的四元配合物。

采用红外光谱、元素分析对配合物进行了结构分析。

配合物通过自由基引发与甲基丙烯酸甲酯进行共聚制备成共聚物发光材料，荧光光谱表明所制备的共聚物具有很好的单色性和良好的发光性质。

关键词：邻菲罗啉衍生物；铕配合物；DFT计算；荧光性质Study on the Fluorescence properties of the Copolymer of rare earth Europium complex and Methyl acrylateYuan Huanhuan*, Zhang Gang,Yang Yi Chong, Yang Qu（Hunan Aerospace Sanfeng science and Engineering Co., Ltd, Hunan Changsha 410600)Abstruct：A novel quaternary complex with polymerization activity was prepared.One o-phenanthroline derivative was synthesized as the second ligand.Acrylic acid is the third ligand.α - thiophene trifluoroacetone is the first ligand.The structure of the complex was analyzed by IR and elemental analysis. The copolymer luminescent materials were prepared by copolymerization of the complex with Methyl Methacrylate Initiated by free radicals. The fluorescence spectra showed that the copolymer had good monochromatic and luminescent properties.Key Words: Phenanthroline derivatives; Eu complexes; DFT calculation; luminescent properties1 前沿稀土元素位于元素周期表中镧系，由于其外层电子结构相同，且内层4f子能级比较相近，稀土元素表现出很多独特的物理及化学性质。

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。

新型稀土配合物的固相合成、表征及荧光性能研究作者：时建伟等来源：《河北科技大学学报》2015年第02期摘要：稀土[WTBX]β二酮配合物发光材料化学性质稳定，且具有优异的发光性能。

以氧化铕和吡啶甲酰三氟丙酮（γNTA）为原料，采用固相配位化学反应法合成了新型稀土β二酮配合物，对合成时的温度、球磨时间进行了探讨优化。

固相合成反应适宜条件是在50 ℃时反应20h。

经元素分析、紫外和红外光谱法推测了稀土配合物的组成和结构，利用差热热重方法分析了稀土配合物的热稳定性。

结果表明，固相合成法合成了无水二元稀土β二酮配合物，产率高于液相合成法。

荧光光谱表明，Eu（Ⅲ）与γNTA之间存在着有效的能量传递，合成的稀土配合物是一种优良的红色高亮发光材料，具有优良的紫外激发发光性能。

关键词：高分子合成化学；β二酮；稀土配合物；固相合成法；表征；荧光光谱中图分类号：O6115文献标志码：A在各种稀土有机配合物中，β二酮是研究最多、应用最广的发光稀土配合物的有机配体。

由于β二酮具有高的紫外光吸收系数，对稀土离子具有很强的配位能力，而且与中心离子之间存在高效的能量传递，因而其相应的稀土配合物也具有很高的发光效率。

稀土β二酮配合物发光材料化学性质稳定，且具有优异的发光性能，广泛应用于工业、农业、高新技术产业等领域。

稀土β二酮配合物常见的合成方法有液相合成法和固相合成法，其中液相合成法主要有溶液析出法和溶剂萃取[WT]法。

液相化学发展的很早，但固相化学作为一门学科被确认是在20世纪初。

由于受到长期的思想束缚，在20世纪初人们仍相信“不存在液体就不发生固体间的化学反应”。

直到1912年，Berichte杂志发表了“关于林曼绿”（CoO和ZnO的粉末固体反应）为题的论文，有关固相化学的历史才正式拉开序幕。

固相化学研究固体物质的制备、组成、结构和性质，经过数十年的发展，固相化学反应在制备各种新型材料方面得到了广泛应用。

溶液合成能耗高、时间长、环境污染严重、工艺复杂，固相配位化学反应不使用溶剂，具有高选择性、高产率、工艺过程简单等优点，已成为人们制备新型配合物材料的主要手段之一。

㊀㊀第39卷㊀第3期㊀吉首大学学报(自然科学版)V o l.39㊀N o.3㊀㊀㊀㊀2018年5月J o u r n a l o f J i s h o uU n i v e r s i t y(N a t u r a l S c i e n c eE d i t i o n)M a y2018㊀㊀文章编号:10072985(2018)03006903T b(N P A)3(T P P O)2配合物的合成及荧光性能∗王㊀莹1,马冬云2,韩榟月1(1.佳木斯大学药学院,黑龙江佳木斯154007;2.阜新高等专科学校工程系,辽宁阜新123001)㊀㊀摘㊀要:合成了铽㊁N苯基邻氨基苯甲酸(N H P A)和三苯基氧化膦(T P P O)的稀土配合物,采用元素分析㊁紫外光谱㊁红外光谱初步进行了结构表征,研究了配合物T b(N P A)3(T P P O)2的荧光性能.结果表明,铽㊁N苯基邻氨基苯甲酸引入第二配体三苯基氧化膦后,敏化了铽离子的发光,配合物的发光强度显著增加,T b(N P A)3(T P P O)2三元配合物有较好的荧光性.关键词:稀土配合物;铽;N苯基邻氨基苯甲酸;三苯基氧化膦;荧光性质中图分类号:O482.31㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标志码:B D O I:10.3969/j.c n k i.j d x b.2018.03.014稀土有机发光配合物是一类很有前景的发光材料,自1942年S IW e i s s m a n[1]发现稀土有机配合物具有发光现象以来,众多科学工作者对其展开了大量的研究[23].在羧酸类配体的研究中,N苯基邻氨基苯甲酸得到了较为广泛的研究.按照稀土有机配合物的发光机制[45],配体的结构及配体与发光稀土离子的能级匹配性是影响稀土配合物发光的主要因素,而第二配体也在一定程度上影响稀土离子的发光性能.笔者引入第二配体三苯基氧化膦,合成T b N苯基邻氨基苯甲酸三苯基氧化膦的三元配合物,研究了其发光性能,为进一步研究第二配体对N苯基邻氨基苯甲酸铽配合物发光敏化作用提供一定参考.1㊀实验部分1.1仪器与试剂主要仪器:P E2400型元素分析仪(美国P E公司);M a g n a750型傅立叶变换红外光谱仪(K B r压片测定,美国N i c o l e t公司);R F5301荧光光谱仪(日本岛津公司);U V2550型紫外可见分光光度计(日本岛津公司).主要试剂:T b4O7(99.9%);N苯基邻氨基苯甲酸(分析纯);三苯基氧化膦(分析纯).铽含量测定采用E D T A络合滴定法,二甲酚橙指示剂.1.2水合稀土氯化物T b C l3㊃6H2O的制备T b4O7溶于适量浓盐酸,全部溶解转化为氯化铽后,在加热搅拌下除去多余盐酸,加水,加热搅拌下缓慢蒸发,冷却结晶,过滤,干燥,得到水合稀土氯化物T b C l3㊃6H2O.1.3配合物合成将一定量的T b C l3㊃6H2O㊁N苯基邻氨基苯甲酸和三苯基氧化膦(物质的量比1ʒ3ʒ2)在乙醇中溶解后混合,用氨水调节p H值为6~7,加热回流下搅拌4~5h,静置,过滤,以水和乙醇各洗涤3次,干燥,得到白色粉末状沉淀铽N苯基邻氨基苯甲酸三苯基氧化膦三元稀土配合物.∗收稿日期:20180221基金项目:黑龙江省教育厅基本科研业务费人才培养项目(2016K Y YW F0113)作者简介:王㊀莹(1979 ),女,辽宁本溪人,佳木斯大学硕士生导师,博士,主要从事发光材料及药物分析研究.2㊀结果与讨论2.1配合物结构表征2.1.1红外光谱㊀配体和配合物的主要红外光谱吸收数据及归属由表1列出.表1㊀配体及配合物的主要红外光谱数据T a b l e 1㊀M a i n I RS p e c t r aD a t a o fL i g a n d s a n dC o m pl e x 配体及配合物㊀㊀υOHυC Oυs c o o-υa s c o o -υpoυT bO配体N H P A2500~32001661配体T P P O 1188T b (N P A )3(T P P O )2150315751093529㊀㊀形成配合物后,原游离配体N H P A 的υC O (1661c m -1)和υO H (2867,2735,2642,2565c m -1)特征峰均消失,在1575,1503c m -1出现了羧基对称伸缩振动v s (c o o-)和反对称伸缩振动峰v a s (c o o -),而N H P A 的N H 的伸缩振动(3335c m -1)和非平面摇摆振动(746c m -1)在配体和配合物中均存在,这表明氨基的N 原子未参加配位.配体三苯基氧化膦的P O 伸缩振动由1190c m -1移至1093c m -1附近,同时在528c m -1附近出现了T b O 的伸缩振动吸收峰.红外数据结果说明N 苯基邻氨基苯甲酸通过羧基氧原子参与配位,T P P O 的氧原子也参与了配位.元素分析结果由表2列出.根据红外光谱分析和元素分析可推测其组成为T b (N P A )3(T P P O )2.表2㊀配合物的元素分析数据T a b l e 2㊀E l e m e n tA n a l y s i sR e s u l t s o fC o m pl e x %配合物元素分析测量值(理论值)w (C )w (H )w (N )w (T b)T b (N P A )3(T P P O )266.47(66.52)4.51(4.43)3.06(3.10)11.63(11.74)图1㊀配合物及配体紫外光谱F i g .1㊀U VS p e c t r a o fL i g a n d s a n dC o m pl e x ㊀㊀溶解度实验表明,配合物易溶于氯仿㊁D M S O 和D M F ,不溶于水㊁乙醇㊁乙醚㊁环己烷㊁乙酸乙酯㊁甲醇和丙酮.2.1.2配合物紫外光谱㊀将配体和配合物分别溶于氯仿,在200~400n m 波长范围内测定紫外吸收光谱,结果见图1.配合物和配体均有较强的紫外吸收.配合物吸收峰的形状与自由配体N H P A 相似,吸收峰的相对强度发生变化,峰位略有移动(配合物的吸收峰为288,347n m ;配体N H P A 的吸收峰位于291,350n m ).从图1可以看出,配合物在紫外光区的能量吸收主要以配体N H P A 的吸收为主.2.2配合物荧光光谱图2㊀配合物荧光光谱F i g .2㊀F l u o r e s c e n c eE m i s s i o nS p e c t r a o fC o m pl e x e s 以545n m 为监测波长扫描激发光谱,配合物的最大激发波长为367n m ,在367n m 激发波长下扫描发射光谱,结果见图2.配合物荧光发射光谱在490,546,591,619n m附近出现4组强度不同的发射峰,为T b3+的特征吸收峰,分别归属于T b 3+的5D 4ң7F 6,5D 4ң7F 5,5D 4ң7F 4,5D 4ң7F 3跃迁.以T b 3+的5D 4ң7F 5跃迁发射的545n m 绿色荧光为最强.铽的三元配合物特征发射峰较窄,荧光较强,说明引入第二配体T P P O能增强配合物荧光强度,显著改善铽N 苯基邻氨基苯甲酸配合物的荧光性能.7吉首大学学报(自然科学版)第39卷根据能量传递原理[45],有机配体的激发三重态能级与稀土离子的最低激发态能级之间存在最佳匹配,第一配体N H P A 的激发三重态能级与T b3+最低激发态能级的能量差较大,能量传递效率不高,而配体N 苯基邻氨基苯甲酸受N 原子上的的空间位阻效应影响使形成配合物后共轭程度较差,因而二元配合物荧光性较弱[6];而第二配体T P P O 的三重态能级为24875c m -1[7],与T b 3+的5D 4态能级之间匹配较好,能有效的协同第一配体N H P A 提高能量传递效率,故而在很大程度上显著的提高了配合物的荧光性,使荧光强度成倍增强.以T P P O 为第二配体,所合成的三元稀土配合物T b (N P A )3(T P P O )2配合物获得了优良的发光性能.3㊀结论合成了N 苯基邻氨基苯甲酸㊁三苯基氧化膦与铽的配合物T b (N P A )3(T P P O )2,配合物发出绿色荧光,有较强的荧光强度.由此说明,T P P O 作为辅助配体能较好的敏化T b 3+发光,引入第二配体T P P O 在很大程度上改善了铽的N 苯基邻氨基苯甲酸的发光性能,所合成的T b (N P A )3(T P P O )2配合物荧光性较好.对于发光较弱的稀土二元配合物,引入合适的第二配体能使荧光性能成倍的显著增加,获得优良的荧光性.参考文献:[1]W E I S S MA NSI .I n t r a m o l e c u l a rE n e r g y T r a n s f e r t h eF l u o r e s c e n c eo fC o m p l e x e so fE u r o p i u m [J ].J o u r n a l o fC h e m i c a l P h ys i c s ,1942,10(4):214217.[2]WA N G Y i n g ,J I A N GZ h a o h u a ,L ÜY u g u a n g ,e t a l .S t u d y o fS y n t h e s i sa n dL u m i n e s c e n tP r o p e r t i e so f aN o v e lT e r b i u m R a r eE a r t hC o m p l e xT b (P C A D )3P h e n [J ].S y n t h e t i cM e t a l s ,2011,161:655658.[3]王㊀莹,佟德成,宋春香,等.稀土配合物E u (T T A )3(T P P O )2的合成㊁表征及发光性质研究[J ].云南民族大学学报(自然科学版),2016,25(1):1417.[4]D E X T E RDL .AT h e o r y o f S e n s i z e dL u m i n e s e n c e i nS o l i d s [J ].T h e J o u r n a l o f C h e m i c a l P h y s i c s ,1953,21(5):836850.[5]S A T OS ,WA D A M.R e l a t i o n sB e t w e e n I n t r a m o l e c u l a rE n e r g y T r a n s f e rE f f i c i e n c i e sa n dT r i p l e tS t a t eE n e r gi e s i nR a r e E a r t h β-D i k e t o n eC h e l a t e s [J ].B u l l e t i no f t h eC h e m i c a l S o c i e t y o f J a p a n ,2006,43(7):19551962.[6]吴红英,赵㊀慧,赵斯琴,等.T b N 苯基邻氨基苯甲酸1,10菲咯啉二元㊁三元配合物的合成㊁表征及荧光性能[J ].光谱学与光谱分析,2005,25(3):428431.[7]C R O S SJP ,S AMM E SPG.S t u d i e s o nS o m eM i x e dP y r i d o -P h e n o lD o n o rL i ga n d s a sS e n s i t i s e r s f o rT e rb i u m (I I I )[J ].J o u r n 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a t t h e a d d i t i o n o f t h e s e c o n d l i g a n dT P P Oc a n e f f e c t i v e l yi n c r e a s e t h e l u m i n e s c e n c e i n t e n s i -t y o f t e r b i u mi c o n s .T h e t e r n a r y c o m p l e xo f t e r b i u m ,N -H P A ,T P P Oh a s g o o d f l u o r e s c e n c e .K e y wo r d s :r a r ee a r t hc o m p l e x e s ;T b ;N -p h e n y l a n t h r a n i l i ca c i d ;t r i p h e n y l p h o s p h i n eo x i d e ;f l u o r e s c e n c e P r o pe r t i e s (责任编辑㊀易必武)17第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀王㊀莹,等:T b (N P A )3(T P P O )2配合物的合成及荧光性能。