对苯二酚镧(Ⅲ)配合物的合成及光谱分析

对苯二酚镧(Ⅲ)配合物的合成及光谱分析
宋力;郭少萍;张谨;苑仁静
【摘要】合成了三水对苯二酚镧(Ⅲ),用乙二胺四乙酸(EDTA)滴定法测定镧的质量分数,通过元素分析、红外光谱、X射线粉末衍射、荧光光谱等方法表征配合物.结果表明:配合物属于单斜晶系,晶胞参数a=3.598 nm,b=12.910 nm,c=4.343 nm,β=124.406°,V=166.441 nm3;对苯二酚镧配合物的荧光光谱中出现了2个激发峰,分别位于224和290 nm处,发射峰只有1个,出现在328 nm处.
【期刊名称】《上海化工》
【年(卷),期】2016(041)005
【总页数】3页(P18-20)
【关键词】对苯二酚镧;光谱分析;元素分析
【作者】宋力;郭少萍;张谨;苑仁静
【作者单位】信阳师范学院化学化工学院河南信阳 464000;信阳师范学院化学化工学院河南信阳 464000;信阳师范学院化学化工学院河南信阳 464000;湖北省武汉铁路局卫生监督所湖北武汉 430011
【正文语种】中文
【中图分类】O643.12
芳香族配合物在印染、医药、农林、化工、食品等领域具有广泛的应用[1]。

稀土有机配合物常被用作发光材料，具有极其重要的理论和应用研究价值[2-3]。

三价镧系离子的配合物具有低毒、光致发光性能优异等特性，因而对三价镧系离子配合
物的研究引起了人们的广泛兴趣；而有关芳香酚与稀土离子的配位还有待研究。

本文选择对苯二酚镧配合物为研究对象，利用半固相反应方法合成纯净的目标化合物对苯二酚镧（Ⅲ）配合物，用乙二胺四乙酸（EDTA）滴定法测定了镧的质量分数，通过元素分析、红外光谱、X射线粉末衍射、荧光光谱等表征配合物。

荧光光谱分析结果表明，该配合物具有很好的荧光性质[4-9]，这为镧的进一步开发应用提供
了新的实验数据。

1.1 主要仪器及试剂
主要仪器：D8 ADVANCE X射线粉末衍射仪、TENSOR27傅里叶变换红外光谱仪，德国Bruker AXS公司；240B元素分析仪，美国珀金-埃尔默（PerkinElmer）公司；Cary Eclipse荧光分光光度计，美国瓦里安（VARIAN）公司。

主要试剂：对苯二酚（C6H6O2），天津市大茂化学试剂厂；无水乙醇，天津市
凯通化学试剂有限公司；氧化镧（La2O3）、乙二胺四乙酸二钠，北京化工厂；
重铬酸钾，天津市科密欧化学试剂有限公司；无水碳酸钠，天津市北方天医化学试剂厂；碘化钾，国药集团化学试剂有限公司；硫代硫酸钠、硫氰酸钾，天津市博迪化工股份有限公司。

以上试剂均为分析纯。

1.2 对苯二酚镧配合物的合成
按物质的量比为2∶3分别称取一定量的C6H6O2和La2O3，用95%的乙醇溶液溶解C6H6O2至无色透明；向所得溶液中分批加入La2O3白色粉末，然后将其
置于80℃的恒温水浴锅中，充分反应8 h，得白色悬浮液；静置1h后进行抽滤，将滤液置于90℃的水浴锅中使其蒸发、浓缩、结晶；将结晶产物用无水乙醚洗涤
3次，并置于80℃的恒温干燥箱中进行干燥，即得对苯二酚镧配合物，产品为灰
色粉末。

1.3 样品的组成分析
用240B元素分析仪测定配合物中C，H元素的质量分数。

用EDTA滴定法测定镧的质量分数：以二甲酚橙作指示剂，控制pH约为6，溶液颜色由红色变为亮黄色即为滴定终点。

采用TENSOR27傅里叶变换红外光谱仪，并用KBr压片在400～4 000 cm-1范
围内测试对苯二酚镧配合物的红外谱图。

对苯二酚镧配合物的X射线衍射测定条件为：衍射源为Cu靶的Kα1辐射，管电
压为40 kV，管电流为30 mA，扫描速度为0.1℃/min，扫描范围为3～90°。

用Cary Eclipse荧光分光光度计测定对苯二酚镧配合物的荧光吸收曲线。

2.1 对苯二酚镧配合物的元素分析
配制0.01 mol/L的EDTA溶液，用标准Zn溶液标定EDTA溶液。

取0.50 g对苯二酚镧配合物溶于200 mL 95%的乙醇溶液中，得对苯二酚镧配合物溶液。

用EDTA滴定法测定镧的质量分数，其实验测定值和理论值分别为26.48%和
26.75%。

对苯二酚镧配合物中C，H元素质量分数的实验测定值（理论值）分别为：C：41.27%（41.63%）；H：4.12%（4.04%）。

结果表明：元素质量分数
的测定值与计算值比较吻合，由此得到所合成对苯二酚镧（Ⅲ）配合物的化学式为2.2 对苯二酚镧配合物的红外光谱分析
图1为对苯二酚镧配合物的红外光谱图,其归属列于表1。

由红外光谱数据可知：
对苯二酚镧配合物在3260cm-1处有1个宽而强的吸收峰，在2583和1625 cm-1处有弱的吸收峰，这是由结晶水中的羟基振动而产生的，表明该产品含有结晶水；3058 cm-1处的谱带是苯环上C—H键的伸缩振动特征峰；1 855 cm-1处的谱
带是C—O键的振动特征峰；在1474，1354 cm-1处有振动收缩峰，说明苯环
上有4个相邻的氢；在517 cm-1处有振动收缩峰，说明存在La—O键。

2.3 对苯二酚镧配合物的X射线粉末衍射分析
对苯二酚镧配合物的X射线粉末衍射图谱见图2。

对该配合物X射线粉末衍射数
据进行计算和指标化，其晶胞参数a=3.598 nm，b=12.910 nm，c= 4.343 nm，
β=124.406°，V=166.441 nm3，表明该配合物属于单斜晶系。

从X射线衍射强度可看出：衍射强度最强（I/I1=100）衍射面为（010）晶面，其余晶面的衍射强度都较弱，由此可推测La原子位于（010）晶面，苯环位于（010）晶面两侧，形成层状结构。

2.4 对苯二酚镧配合物的荧光光谱分析
图3为以水作溶剂时对苯二酚镧配合物的荧光光谱。

激发光谱中出现了2个激发峰，分别位于224和290nm处。

荧光发射峰只有1个，出现在328nm处。

可以推知，224和290nm处的激发峰是由同一种荧光化合物产生的。

通过EDTA滴定法、元素分析测定合成的对苯二酚镧配合物中元素的质量分数，确定其化学式为La(C6H5O2)3·3H2O；利用红外光谱分析、X射线粉末衍射等方法对其进行表征；用荧光分光光度计测得该配合物的荧光吸收和发射曲线。

该配合物具有荧光性能，有望成为极具发展前景的发光材料。

【相关文献】
[1] 金斗满,朱文祥.配位化学研究方法[M].北京:科学出版社,1996.
[2] 何其庄,郁慧,周美峰,等.稀土天冬氨酸邻菲咯啉三元配合物的合成、表征及其生物活性研究[J].中国稀土学报,2007,25(2):150-156.
[3] 宋力,朱建君,连文莉,等.邻苯二酚锰配合物的合成、结构表征及热分析[J].信阳师范学院学报:自然科学版, 2011,24(1):124-126.
[4] 罗成文,王正平,郑成.稀土有机配合物的研究与应用[J].广州化工,2010,38(3):26-29.
[5] 李艳,李玲玲,吕新虎,等.La－PMMA－水杨酸－D－苯丙氨酸聚合物的制备与表征[J].聊城大学学报:自然科学版,2010,23(4):71-73.
[6] 屈景年,莫运春,刘梦琴,等.甘草酸锌(Ⅱ)﹑锰(Ⅱ)配合物的合成与表征[J].西南师范大学学报:自然科学版, 2005,30(4):687-689.
[7] 丁冶春,夏侯国论,王家智,等.稀土芦丁配合物的合成、表征及抗肿瘤活性研究[J].光谱实验室,2011,28(2): 614-617.
[8] 陶栋梁,李慧珍,崔玉民,等.具有荧光传感器性能的稀土配合物制备和性能研究[J].光谱学与光谱分析,2012, 32(9):2473-2476.
[9] 宋力,薛灵芬,肖婷,等.对苯二酚铜、钴（Ⅱ）配合物的合成及表征[J].信阳师范学院学报:自然科学版,2013,26 (4):566-568,608.。