有机稀土配合物

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1、有机稀土配合物的合成及其荧光特征彭亮二黄琪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 EsQ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EiT、苯甲酸和邻菲咯啉(phen)进行了苯甲酸一邻菲咯啉一铕三元配 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 ben zoic acid and sodium ben zoate 1:3 accord ing tothe proporti on of e

2、uropium,a ndwith 1:3:1 Eu3 +, ben zoic acid andits adjace nt Philipp ine luo Lin (phe n) ben zoic acid - adjace nt Philipp ine luo Lin-europium preparati on 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川B族,21号元素钪(Sc)、39号元素钇(Y)和5771 的镧(La)、铈(Ce)、错(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)

3、、铽(Tb)、 镝(Dy)、钦(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o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

4、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 o本文通过EuO与苯甲酸钠制备了苯甲酸铕，以Eu3+、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。通过它们的荧光性能测试发现苯甲酸一邻菲咯啉一铕三元配合物的发光性能要优于苯甲酸铕。2. 材料和方法 2.1实验仪器和化学试剂实验仪器：荧光分光光度计，PR-305型荧光余辉测试仪，荧光粉光色综合 测试系统，荧光粉相对亮度仪，电动搅拌器，烘箱，控温仪，漏斗，电炉，水浴 锅，烧杯，温度计等。化学试剂:Eu2O3盐酸，氢氧化钠，苯甲酸钠，邻菲咯啉（phen），pH试纸 （或pH计），无水乙醇。2.2实验方法2

5、.2.1苯甲酸铕的制备将0.17gEu2Q溶于盐酸配成10mL0.1mol/L的EuCb水溶液。将0.58g苯甲 酸钠溶于40mL蒸馏水中，配成0.1mol/L的溶液。按n（Eu3+）:n（苯甲酸）=1:3（摩 尔比）取样，即取EuCl3水溶液5 mL和苯甲酸钠溶液15mL在搅拌下，逐渐滴入 0.1mol/L的EuCl3溶液中，用氢氧化钠溶液调节溶液的 pH值为6.5左右，保持 温度在80r左右，不断搅拌，溶液中逐渐析出沉淀。继续搅拌 2h，静置，冷却 至室温，过滤，分别用水和95%乙醇洗至无C离子，置于烘箱中，于100C下 干燥，得粉红色粉末样品。2.2.2苯甲酸一邻菲咯啉一铕三元配合物的制

6、备按n（Eu3+）:n（苯甲酸）：n（phen） = 1:3:1 （摩尔比）取适量的配比溶于乙醇中 （EuCl3水溶液5 mL，苯甲酸钠溶液15mL和 phen 0.1g左右），在搅拌下加入 EuCl3的水溶液，用氢氧化钠溶液调 pH值为6.5左右，保持温度在80 C左右， 不断搅拌，溶液中逐渐析出白色沉淀。继续搅拌2h，静置，冷却至室温，过滤，分别用水和95%乙醇洗涤数次，置于100C烘箱中烘干。得白色粉末样品。2.2.3荧光性能测试分别测试狭缝为5nm时苯甲酸铕及三元配合物在波长500nm到700nm处的荧 光光谱。3. 结果与讨论本实验测定了三元配合物在波长500nn到700nn处的发光

7、强度。由图1可以得 出苯甲酸铕在紫外到可见区有3个吸收峰（第一个峰不是很明显），分别为位于 583nm 594nm 617nm的发光峰。在617nn左右产生唯一的窄而强的特征吸收， 说明配体在吸收光能后将能量传递给了稀土离子，使得发光中心Ei有荧光增强作 用。因此以上现象说明了配体与稀土离子发生了配位，且其周围没有其他吸收，表明配合物的荧光主要以617nm成分为主，且配合物均可发出稀土离子的特征荧 光,它们的激发光谱为均为宽带，对光吸收好，发射光谱均为锐线，单色性好。2000度强光发1000 -00500600700波长/nm图1苯甲酸铕的荧光光谱图0而从图2中，可以看出三元配合物在紫外到可见

8、区有593nm 615nm 621 nm处3个吸收峰，且在615nn左右产生了一个又高又强的特征吸收，也同样表明配体和稀土金属发生了配位，并以615nm成分为主，并且说明的单色性较好。对比发 现，第二配体phen的引入增大了苯甲酸的电子给予性以及苯甲酸中共轨n键的范 围，使得三元配合物的荧光发射强度要远大于苯甲酸铕。00400053003000052o o O o o O 0 5 02 11 度强光发005700-500111500600波长/nm图2苯甲酸一邻菲咯啉一铕三元配合物的荧光光谱图4. 结论本实验所得苯甲酸铕以及苯甲酸-邻菲咯啉-铕三元配合物分别在617 nm和615 nm左右产生

9、又长又强的特征吸收，表明配体和稀土金属发生了配位，且配体 在吸收光能后将能量传递给了稀土离子，使得发光中心Eu有荧光增强作用。第二配体phen的引入增大了苯甲酸的电子给予性以及苯甲酸中共轨n键的范围可 以使苯甲酸-邻菲咯啉-铕三元配合物的荧光发光性能大大增强，能更有效地敏化稀土发光。且表明稀土光致发光配合物，具有发光强度高,单色性好,不易被 氧化等优点。参考文献1 赵永亮,赵凤英1对苯二甲酸-邻菲咯啉铕镧配合物的红外光谱及荧光光谱研究J1 中国稀土学报，2004,19(5):398-4012 李强,赵永亮,赵凤英1对苯基苯甲酸铕、铽配合物的合成、表征及荧光性能 研究J1 稀土 ,2007,28:5-813 陈立妙，曾冬铭,卢周广,古映莹,黄可龙.应用化学综合实验M.中南大学,2006,94 熊薇露.稀土金属-有机配合物的合成及其单分子磁和荧光性能的研究D.江西师范大学,2014:9王流芳,吴集贵1混合配体稀土三元配合物的研究J1无机化学学报,1990,21(6):141-144