本文選題：N　切入點：N-雙齒配基　出處：《中北大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：稀土離子配合物由于具有特殊的光學(xué)性質(zhì),所以普遍運用在光電顯示、光源加強、光開關(guān)、光纖通訊、光學(xué)敏化等領(lǐng)域。特別是鍵合型稀土高分子發(fā)光材料,它能夠通過有機配體的強吸收,且能夠向稀土進行有效的能量傳遞,從而增強了其的熒光發(fā)光強度,提高了其發(fā)光效率,同時具有Stokes位移大等優(yōu)點,可作為光致發(fā)光材料,在光電顯示、光纖通訊、生物學(xué)和新能源等領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用。因此,開發(fā)新型鍵合型稀土光致熒光材料,并探索其結(jié)構(gòu)性質(zhì)成為國內(nèi)外的一個研究熱點。本論文經(jīng)過獨特的設(shè)計,采用新的大分子反應(yīng)途徑,在聚合物側(cè)鏈上鍵合了N,N雙齒配基,制備了三種N,N-雙齒配基修飾的功能化聚砜。以此高分子功能化聚砜為配體,分別與中心離子(Tb(Ⅲ)離子、Eu(Ⅲ)離子)配位,最后制備了N,N-雙齒配基功能化聚砜-稀土配合物。并對所制備的大分子配體結(jié)構(gòu)進行了表征,研究了所制備的N,N-雙齒席夫堿配基功能化聚砜-稀土配合物的光物理化學(xué)性能。首先,經(jīng)過氯甲基化反應(yīng)制備了氯甲基化聚砜(CMPSF),然后對其進行醛基化改性,制得醛基化改性的聚砜(BA-PSF);使其與氨基吡嗪(AP)之間發(fā)生席夫堿反應(yīng),制得了側(cè)鏈含氨基吡嗪型雙齒席夫堿配基(APSB)的功能化聚砜APSB-PSF,其中AP在聚砜側(cè)鏈的鍵合量為1.51 mmol/g。使用核磁共振氫譜(~1H-NMR)、紅外光譜(FT-IR)表征其化學(xué)結(jié)構(gòu)。然后,以APSB-PSF為大分子配體,鄰菲羅啉(Phen)為第二配體,使它們與Tb(Ⅲ)離子進行配位螯合反應(yīng),分別制備了二元高分子-稀土配合物Tb(Ⅲ)-(APSB)3-PSF與三元配合物(Phen)1-Tb(Ⅲ)-(APSB)3-PSF,研究了配合物Tb(Ⅲ)-(APSB)3-PSF和(Phen)1-Tb(Ⅲ)-(APSB)3-PSF的光譜性能,并探討了其發(fā)光機理。實驗結(jié)果表明,大分子配體APSB-PSF不但能夠強烈地吸收紫外光,且其本身能夠發(fā)射出較強的熒光;當APSB-PSF與Tb(Ⅲ)離子配位生成二元配合物后,其自身的吸光強度基本不變,但熒光強度卻大為削弱,即能量發(fā)生了轉(zhuǎn)移;該配合物同時發(fā)射出Tb(Ⅲ)離子的特征熒光,且由于接受了APSB-PSF轉(zhuǎn)移的能量使Tb(Ⅲ)離子的發(fā)光強度大大增強,即APSB-PSF對Tb(Ⅲ)離子發(fā)光產(chǎn)生了敏化作用。且該稀土配合物的熱穩(wěn)定性很好,其明顯失重溫度為280℃。APSB-PSF由于其三線態(tài)與Eu(Ⅲ)離子的共振能級不匹配,使APSB-PSF與Eu(Ⅲ)離子的配合物幾乎不發(fā)射熒光。三元配合物(Phen)1-Tb(Ⅲ)-(APSB)3-PSF不僅發(fā)射出Tb(Ⅲ)離子的特征熒光,且其發(fā)光強度高于二元配合物。其次,小分子鄰菲羅啉(Phen)先后經(jīng)過硝化和氨化兩步反應(yīng),制得了氨基鄰菲羅啉。再使醛基化聚砜(BA-PSF)與氨基鄰菲羅啉之間發(fā)生席夫堿反應(yīng),制得了側(cè)鏈含Phen配基的功能化聚砜Phen-PSF(I)。使用核磁共振氫譜(~1H-NMR)、紅外光譜(FT-IR)表征其化學(xué)結(jié)構(gòu)。元素分析法(EA)測得Phen在聚砜側(cè)鏈的鍵合量為1.22mmol/g。然后,以功能化聚砜Phen-PSF(I)為大分子配體,使它與稀土Eu(Ⅲ)離子進行配位螯合反應(yīng),制備了二元高分子稀土配合物Eu(Ⅲ)-(Phen)3-PSF(I),研究了其熒光發(fā)射特性,同時改變功能化聚砜Phen-PSF(I)和稀土Eu(Ⅲ)離子的用量,測試配位后的熒光強度,深入探討了它們之間的能量轉(zhuǎn)移機理。實驗結(jié)果表明,大分子配體Phen-PSF(I)不但能夠強烈地吸收紫外光,且其本身具有很好的光致發(fā)光現(xiàn)象;當Phen-PSF(I)與Eu(Ⅲ)離子配位生成Eu(Ⅲ)-(Phen)3-PSF(I)配合物后,其自身的吸光強度基本不變,但熒光強度卻大為削弱,即能量發(fā)生了轉(zhuǎn)移;該配合物不僅發(fā)射出了Eu(Ⅲ)離子的特征熒光,且由于接受了Phen-PSF(I)轉(zhuǎn)移的能量而使Eu(Ⅲ)離子的發(fā)光大大增強,即Phen-PSF(I)對Eu(Ⅲ)離子的發(fā)光產(chǎn)生了光敏化作用。此外,配體Phen-PSF(I)的比例過大也會導(dǎo)致配合物發(fā)出的Eu(Ⅲ)離子特征熒光淬滅。而配體Phen-PSF(I)的三線態(tài)能級與Tb(Ⅲ)離子的共振能級不匹配,使Phen-PSF(I)與Tb(Ⅲ)離子的配合物幾乎不發(fā)射熒光。該稀土配合物的熱穩(wěn)定性很好,其明顯失重溫度為278℃。最后,經(jīng)過CMPSF與4,7-二羥基-1,10-菲羅啉(H-Phen)之間的親核取代反應(yīng),制得了側(cè)鏈鍵合有羥基鄰菲羅啉基團的功能化聚砜Phen-PSF(II)。使用核磁共振氫譜(~1H-NMR)、紅外光譜(FT-IR)表征其化學(xué)結(jié)構(gòu)。然后,以Phen-PSF(II)為大分子配體、鄰菲羅啉(Phen)為第二配體,使其與稀土Eu(Ⅲ)離子進行配位螯合反應(yīng),分別制得了二元高分子-稀土配合物Eu(Ⅲ)-(Phen)3-PSF(II)和三元高分子-稀土配合物(Phen)1-PSF(II)-(Phen)3-Eu(Ⅲ)。對比研究了高分子稀土配合物的光譜性能和發(fā)光機理。實驗結(jié)果表明,二者不僅都能發(fā)射出Eu(Ⅲ)離子的特征熒光,而且熒光強度都有所提高,且三元高分子-稀土配合物(Phen)1-PSF(II)-(Phen)3-Eu(Ⅲ)的熒光發(fā)射強度高于二元高分子-稀土配合物Eu(Ⅲ)-(Phen)3-PSF(II)。該稀土配合物的熱穩(wěn)定性很好,其明顯失重溫度為300℃。
[Abstract]:Rare earth complexes with special optical properties, it is widely used in photoelectric display, light strengthen, optical switch, optical fiber communication, optical sensitization and other fields. Especially the bonding type rare earth polymer luminescent material, it can be absorbed by organic ligands, and can effectively transfer energy to the earth, so as to enhance the luminescence intensity, improve the luminous efficiency, and has the advantages of large displacement Stokes, can be used as photoluminescence materials, photoelectric display, optical fiber communication, biology and new energy and other fields has been widely used. Therefore, development of a new type of bonding type photoluminescent materials of rare earth, and explore its structure nature has become a research hotspot at home and abroad. This paper through the unique design, using the new high molecular pathways in the polymer side chain bonded N, N bidentate ligands, three N prepared N- bidentate coordination motonaga 楗扮殑鍔熻兘鍖栬仛鐮，

本文編號：1596150