多齿铕基聚合物发光材料的制备及应用

来源 :重庆理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:jasn114
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稀土元素由于拥有特殊的电子层排布,使其具有独特的光物理性质,被广泛应用于新型照明光源、现代农业、信息产业、军事工业、生物影像、化学传感等领域,因此制备转换效率高且发光性能优异的材料成为了本领域内当今研究的热点。本论文主要以稀土铕离子作为发光中心,以联吡啶类衍生物、2-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)、二苯甲酰甲烷(DBM)为配体合成出三个系类且结构不同的铕配合物,对其在不同聚合物基中的结构、光物理性能、传感检测等进行了分析讨论,论文主要内容包括以下三部分:1)第一部分设计合成以1,4-二([2,2’:6’,2’-三吡啶]-4’-基)苯、1,3-二([2,2’:6’,2’-三吡啶]-4’-基)苯和TTA为配体的含有两个发光中心的双配体铕配合物,分别命名为Eu2(TTA)6-1,3-DTB和Eu2(TTA)6-1,4-DTB。为了更好的应用,将两种配合物分别以不同的比例掺杂到环境友好型聚合物聚-β-羟丁酸(PHB)基质中,通过流延成膜得到一系列铕配合物复合荧光薄膜。结果表明,Eu2(TTA)6-1,3-DTB和Eu2(TTA)6-1,4-DTB复合荧光薄膜的荧光强度要优于各自对应的配合物固体粉末,并且铕配合物掺杂的PHB复合荧光薄膜可以被可见光激发,这拓宽了激发波长的范围。2)第二部分设计合成了两种含有三个发光中心的铕配合物,双配体分别为2,2’,2’’-(((((2,4,6-三甲基苯-1,3,5-三基)三(亚甲基))三(氧基))三(苯-4,1-二基))三-1l2-咪唑并[4,5-f][1,10]菲咯啉、TTA和DBM,命名为Eu3(TTA)9trisphen和Eu3(DBM)9trisphen。将两个三核铕配合物以1wt%、3wt%、5wt%和7wt%的掺杂比例掺杂到可生物降解聚合物聚丁二酸丁二醇酯(PBS)中。红外光谱(FT-IR)中的特征峰显示了聚合物基体与铕配合物的有效结合;热重(TGA)和差示扫描量热(DSC)图证明了配合物/PBS复合荧光薄膜具有良好的热稳定性;发射光谱表明,PBS基体可以增强两种铕配合物的发光强度,特别是掺杂7wt%的Eu3(TTA)9trisphen可以使复合荧光薄膜的量子效率(η)达到30.72%。研究结果同时表明,可生物降解的聚合物PBS可以在三核铕配合物中用作非常有效的共敏化剂,所有的这些薄膜在365nm辐照下都表现出较强的单色红发射。3)第三部分设计合成了一种以三联吡啶{2,2,4,4,6,6-己基(4-([[2,2’:6’,2’’-terpyridin]-4’-基)苯氧基)-1,3,5,2λ5,4λ5,6λ5-三氮杂三膦}和TTA为配体的含有六个发光中心的铕配合物,命名为Eu6(TTA)18CTP-TPY,同样地,将其按照不同比例掺杂到可生物降解的聚合物聚乳酸(PLA)中,与第一部分中的两个配合物相同的是,Eu6(TTA)18CTP-TPY/PLA复合薄膜都可以被可见光(410nm)成功激发,用Eu6(TTA)18CTP-TPY/PLA组装的LED也能在400nm激发下获得优异的电致发光,其中发光效率最高可达333.33lm/W,10%的Eu6(TTA)18CTP-TPY/PLA-LED在50℃内保持优异的光热稳定性。最令人惊讶的是,复合薄膜对冰醋酸和丙烯酸表现出迅速和有效的识别。加入冰醋酸和丙烯酸后,复合膜的荧光强度在2分钟和11分钟内分别达到了97%和93%的猝灭。
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