稀土铽有机配合物的制备及荧光性能测定.doc

稀土铽有机配合物的制备及荧光性能测定.doc稀土(Tb)配合物的制备和光致发光性能测定
摘要:我国是稀土资源大国,深入开展稀土理论及应用方面的研究,具有重要的现实意义和深远的历史意义。稀土元素由于其特殊的电子结构,使它们具有优异的光、电、磁等特殊性能。本文介绍了稀土元素铽配合物的制备过程,以及其产品的荧光,红外,紫外分析。
关键词:稀土铽配合物光致发光
一前言

稀土元素在元素周期表中主要包括从57-71号的15种元素,以及21号、39号元素。稀土元素由于其特殊的电子结构,具有优异的光、电、磁等特殊性能。
稀土荧光材料,在稀土功能材料中占有重要的地位。其中稀土有机发光配合物,由于具有发出的荧光强度高,量子效率高,色彩纯正,以及所需激发能量低等优点被认为是一类具有广泛应用前景的稀土发光材料。

稀土元素在元素周期表中主要包括从57-71号的15种元素,以及21号、39号元素。稀土元素由于其特殊的电子结构,具有优异的光、电、磁等特殊性能。
稀土荧光材料,在稀土功能材料中占有重要的地位。其中稀土有机发光配合物,由于具有发出的荧光强度高,量子效率高,色彩纯正,以及所需激发能量低等优点被认为是一类具有广泛应用前景的稀土发光材料。
物质吸收了一定的光能所产生的发光现象称为光致发光,由于稀土离子本身在紫外区的吸光系数很小,因此它本身的荧光效率和荧光强度很低。由于稀上离子的配位数较为丰富,因此可以通过与适当的有机配体进行配位化学反应形成稀土有机配合物。有机配体在紫外区有着较强的吸光系数,而且能有效的将激发态的能量通过无辐射跃迁的方式转移给稀土离子的发射态,从而敏化稀土离子的发光。称为Antenna效应。
有机离子向稀土离子转移能量的过程:(l)有机配体吸收能量后先进行π-π*跃迁,电子从单重态的基态S0跃迁到最低激发单重态S1;(2)S1的激发能可以以非辐射的方式,经系间窜越到三重态的激发态T1或T2;(3)三重态激发态可以以非辐射的方式,通过键的振动耦合向稀土离子的振动态能级进行能量转移;(4)处于激发态的稀土离子的能量跃迁有两种形式,可以通过非辐射方式或以辐射方式跃迁到较低能态,再至基态。如果以辐射方式从高能态跃迁到低能态时,就产生稀土荧光。需要指出的是,当稀土离子的激发态与配体的三重态相当或在三重态以下时,才可能由配体的三重态将能量转移给稀土离子。因此并不是所有的稀土离子与有机配体配位形成配合物以后都能得到较好的光致发光。只有能级匹配的稀土配合物才能够发射出较强的可见光。能级匹配包含两方面的内容:(1)有机配体的三线态与稀土离子最低激发态能级的匹配程度;(2)稀土离子最低激发态与基态之间的能量差对应的光波波长是否在可见光范围。
稀土配合物的荧光光谱:
激发光谱:
通过测量荧光体的发光通量(即强度)随激发光波长的变化而获得的光谱,称为激发光谱。激发光谱的具体测绘方法是,通过扫描激发单色器,使不同波长的入射光照射激发荧光体,发出的荧光通过固定波长的发射单色器而照射到检测器上,检测其荧光强度,最后通过记录仪记录光强度对激发光波长的关系曲线,即为激发光谱。通过激发光谱,选择最佳激发波长——发射荧光强度最大的激发光波长,常用λex表示。
发射光谱:
通过测量荧光体的发光通量(强度)随发射光波长的变化而获得的光谱,称为发射光谱。其测绘方法是,固定激发光的波长,扫描发射光的波长,记录发射光强度对发射光波长的关系曲线,即为发射光谱。通过发射光谱选择最佳的发射波长——发射荧光强度最大的发射波长,常用λem表示。
稀土Tb的配合物,在受到紫外光激发时,一般都是发绿色光。发射峰一般可观察到4个,分别在491nm,546nm,586nm和622nm附近,对应的能级跃迁分别为5D4-7F6,5D4-7F5,5D4-7F4和5D4-7F3。
二稀土有机配合物的制备

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、紫外光谱仪、红外光谱仪的结构、原理和应用。

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、紫外光谱、红外光谱测定。
仪器及药品
药品:氯化铽,乙酰水杨酸,1,10-邻菲罗啉,乙醇,三乙胺,氯化铕,噻吩三氟甲酰丙酮。
仪器:磁力搅拌器,循环水真空泵,干燥器,沙板漏斗,玻璃棒,红外光谱仪,荧光光谱仪,紫外光谱仪。

TbCl·6H2O, ,,10-邻菲罗啉。现将TbCl36H2O与乙酰水杨酸溶于20ml乙醇中,在磁力搅拌器上搅拌10分钟,用三乙胺调节PH至6~7将称好的邻菲罗