稀土配合物的分子內(nèi)能量轉(zhuǎn)移途徑及摻雜聚合物的性質(zhì)研究.pdf

1、稀土配合物具有自身獨特的發(fā)光性質(zhì)，如熒光壽命長，單色性好，Stokes位移大，因而一直為人們所廣泛關(guān)注。隨著研究深入，人們傾向于把稀土配合物引入聚合物基質(zhì)中，這樣不僅克服了稀土配合物不穩(wěn)定，容易解離的缺點，還結(jié)合了聚合物原料豐富、重量輕、成本低、抗沖擊能力強、成型加工容易等優(yōu)勢。憑借這些優(yōu)勢，稀土配合物摻雜聚合物材料在熒光分析，彩色顯示，能量轉(zhuǎn)換器件，激光和光放大器的領(lǐng)域的應(yīng)用潛力正在不斷的得到開發(fā)。
　　 稀土配合物的分子內(nèi)能

2、量轉(zhuǎn)移過程，是稀土配合物發(fā)光過程的最重要環(huán)節(jié)，它關(guān)系到整個配合物的熒光量子效率，熒光壽命等發(fā)光特征。隨著配合物種類的豐富和檢測設(shè)備的升級，對于分子內(nèi)能量轉(zhuǎn)移的研究正在逐步地深入。而能量轉(zhuǎn)移過程對配合物發(fā)光的影響，仍是目前一個重要的研究方向。
　　 在本文中，我們制備出了能夠通過單線態(tài)敏化的稀土配合物的，并摻雜在聚合物中。利用Judd-Ofelt理論和一些光譜分析的手段，著重研究了不同敏化途徑下，配合物發(fā)光的熒光特性，主要的研究工

3、作如下：
　　 1.在銪配合物Eu(TTA)3Dpbt中，研究了單線態(tài)和三線態(tài)兩種能量傳遞途經(jīng)對配合物發(fā)光的影響。分析了兩種能量傳遞途經(jīng)的光譜性能；估計了兩種能量傳遞途經(jīng)的能量轉(zhuǎn)移效率；測試了兩種能量傳遞途經(jīng)的發(fā)光壽命。結(jié)果表明，能量轉(zhuǎn)移的途徑不影響稀土配合物的發(fā)射光譜，但單線態(tài)的敏化效率要略高于三線態(tài)，而且單線態(tài)敏化時配合物的壽命更長。文章還分析了聚合物基質(zhì)與溶液對稀土配合物發(fā)光的影響，指出聚合物分子鏈限制了配合物分子的熱運動

4、，使得熱弛豫對稀土配合物的熒光的淬滅減小了。
　　 2.利用配合物Eu(TTA)3Dpbt在可見光波段的吸收制備了平板的太陽能集光器，并與Eu(TTA)3Phen摻雜的集光器進行了對比。兩種集光器同樣都沒有自吸收，不同的是從吸收范圍來看Eu(TTA)3Dpbt要更寬。測試了兩種集光器的外部量子效率和能量轉(zhuǎn)化效率，結(jié)果表明Eu(TTA)3Dpbt摻雜的集光器具有更寬的響應(yīng)光譜和更高的轉(zhuǎn)化效率。
　　 3.研究了溶劑極性對分

5、子內(nèi)不同的能量轉(zhuǎn)移途徑的影響。結(jié)果顯示，三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移不容易受溶劑極性的影響，而單線態(tài)能量轉(zhuǎn)移受溶劑影響明顯。在單線態(tài)情況下，溶劑極性越大，能量轉(zhuǎn)移效率越低。借助第二配體對稀土配合物發(fā)光的影響以及第二配體與銀離子的相互作用，開發(fā)了一種檢測銀離子濃度的方法。通過實驗驗證，這一方法直接有熒光強度即可判斷銀離子濃度簡便易行，并且對于配合物的使用量少，靈敏度高，檢出濃度達到10-6 mol/L量級。
　　 4.合成了單線態(tài)敏化的釹配合物

6、Nd(TTA)3Dpbt，并把它與四個不同第二配體的配合物分別摻雜到PMMA基質(zhì)中。通過測試他們各個躍遷的強度，借助Judd-Ofelt理論，計算出他們的三個強度參數(shù)。結(jié)合配合物的吸收、熒光光譜，分析了不同配合物的分子內(nèi)能級，躍遷幾率，熒光分支比等。通過分析發(fā)現(xiàn)存在單線態(tài)能量轉(zhuǎn)移的Nd(TTA)3Dpbt位于1066 nm的4F3/2→4I11/2躍遷的熒光分支比最大，達到88.3％。這一值是見于文獻報道的最大值，并且對于激光現(xiàn)象的產(chǎn)生