硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质
铕及其掺杂稀土噻吩乙酸、邻菲哕啉配合物的合成、表征及荧光性能
c H、 、 N含量 用 P - 0 E2 0元 素 分析 仪测 定。 4
液滴 定 ; 红外 光谱 采用 K r 片 , Ncl eu B压 用 i e N xs ot
列稀土和2噻吩乙酸的二元配合物, 一 提出了配合 稀土含量以二 甲酚橙为指示剂 , E T 用 D A标准溶
收稿 日期 : 0 80 -3 修 订 日期 : 0 80 -7 20 -42 ; 20 .62 基金项 目: 国家 自 然科 学基金 ( o 6 o2 ; 育部春 晖计划 基金 ( 0 4210 9 ;内蒙古 自然科 学基 金 ( 0 7 12 2 3 资 助 24 t ) 教 o z 20 - 5 2 ) — 2 0 10 0 0 )
且 测定 了 C : CH5O )( O) 2 2 H O 的 e( 6 s 2 6 H2 3・ .5
稀 土 氧 化 物 E 2 3 L2 3 G 2 3 Y O , uO , aO , dO , 2 3 E2 , 度 9 . 9 。2噻 吩 乙 酸 ( 文 简 写 为 r0 纯 9 9% 一 下 TA ) P C 纯度 9 % 、 菲 哕啉 ( 文 简 写 为 Pe ) 8 邻 下 hn 、
磁共振及荧 光 性 能 研 究 。配 合 物 的组 成 分 别 为 E LL ,E 。 Y . 三 ,E 0 u , u. 。 u. EoEn u r
位, 配合物 为非 电解 质。荧光 光谱 的测试表明荧光惰性离子 L ” 、 d 、 ”对 E ” 的荧光有增强 作用 , 序 a G” Y u 顺 为 L3 a >G ¨ >Y ; r d “ E3 E ¨ 的荧光有猝灭作用。不同比例 E ¨掺杂 对 u u 0 5 :.0时敏化作用最 强 , .0 0 5 荧光强度值最大 。
邻菲啰啉衍生物的合成及光谱性质的研究
化学试剂,2010,32(2),165~167邻菲啉衍生物的合成及光谱性质的研究魏科霞1,尹起范*1,盛振环1,朱玉兰1,史昆波1,韩文霞2(1.淮阴师范学院化学化工学院,江苏省低维材料化学重点建设实验室,江苏淮安 223300;2.延边大学理学院,吉林延吉 133002)摘要:合成了4,5 二氮杂芴 9 酮缩氨基硫脲和4,5 二氮杂芴 9 酮缩氨基脲两种邻菲啉的衍生物。
用1HNMR 、IR 、MS 表征了其结构,通过紫外可见光谱和荧光光谱研究了其光谱性质,发现两种新化合物具有良好的荧光特性。
关键词:1,10 邻菲啉;衍生物;合成;荧光中图分类号:O626.6 文献标识码:A 文章编号:0258 3283(2010)02 0165 03收稿日期:2009 01 20基金项目:国家自然科学基金资助项目(20671038);江苏省低维材料化学重点建设实验室开放课题项目(J SKC07049)。
作者简介:魏科霞(1976 ),女,吉林松原人,硕士,研究方向为电化学分析、环境分析。
邻菲啉是含氮芳香杂环化合物,为刚性平面结构,已经发现该化合物及其衍生物可以激活或抑制生物体内一些酶的活性,具有抗细菌、真菌及癌细胞生长的作用,还可以用做除草剂[1]。
1984年Henderson 等[2]利用邻菲啉合成了4,5 二氮杂芴 9 酮(DAFO)。
DAFO 是一种多齿吡啶配体,分子中含有两个配位能力较强的氮原子及易衍生出各种桥联配体的羰基,因其化合物及衍生物具有特殊的结构和性能,所以备受人们的关注[3 5]。
以DAFO 直接作为螯合配体进行配合物的合成及结构的研究已有文献报道[6 9],而其衍生出来的各种桥联化合物及特性的报道相对较少,本文从DAFO 出发合成了两种新的邻菲啉衍生物,并进行了表征,确定了结构,对其电子光谱、荧光光谱进行了研究。
合成路线如下。
1 实验部分1 1 主要仪器与试剂AV 400MHz 核磁共振波谱仪(瑞士布鲁克公司);Avatar 360傅里叶变换红外光谱仪(美国尼高力公司);LC Q Advantage 液 质联用仪(美国菲尼根公司);UV Vis 916紫外 可见分光光度计(澳大利亚GBC 公司);LS 55荧光分光光度计(美国PE 公司);W RS 1A 数字显示熔点仪(温度计未经校正);2400型元素分析仪(美国PE 公司)。
铕(Ⅲ)配合物的合成及发光性能研究
L1 铕 (Ⅲ)配合物 的合成 氯 化 铕 (EuC1。·6Hz0)的纯 度 为 99.99 ,苯 甲酰 丙 酮
(BA,benzoylacetone),1,10一邻菲 咯啉 (Phen,1,10一phenan— throline),2,2’。联 吡啶 (bipy,2,2’bipyridy1),三 苯基 氧磷 (TPPO,triphenylphosphine oxide)及 其他试剂均为分析纯 。
配体外 ,还需要满足多配位的第二配体 ,第二 配体 的引入 影 响铕配合物的发光效率 和发光强度[6]。
为了提高稀 土配合物 的发光效率和发 光强度 ,第二 配体 的选择非常重 要。目前 ,很多研究 工作主 要集 中在 选择 、设 计和合成新 型配体 ,提 高稀土 配合 物 的发光效 率[ _9l。其 中 对它们进 行能量传 递 、电子转 移和 光学 性质 的研 究很 有意 义r】 。本文合成 了以苯 甲酰丙 酮为第 一配体 的铕 (Ⅲ)配合 物 ,研究 了第二配体对铕 (UI)配合物发光性 能 的影 响。通过 光谱 分析 ,表明第 二配体主要通过能级结构影 响铕配合物 的 发光特性 。
, 再 由无辐射跃 迁将 能量传递 给稀 土离子 ,使稀土离子受 到激发跃迁 到激发态 ,当稀 土离子 由激发态 回到基态时产生 荧光。稀土配合物的发光主要取 决于 中心 离子 、能 级及配体 的结构 。铕配合物 的发光 主要来 自于 Eu抖 的 I)u一 Dz的特 征发射峰 ,其发射峰位 于 617 nIn左 右 ,不 随配体 的不 同而 发 生改 变 。目前 研 究 最 多 的是 二 酮 类 、羧 酸 及 羧 酸 盐 类 配 体 ,这两类配体的三重态能级能够与 Eu什的。D0能级很好匹 配 ,有效 地将受激能量 传递给 中心离子 。同时 ,稀土 中心离 子倾 向于高配位数 ,除满足 电荷平衡的有机负离 子作 分析
(EuxRE1-x)(β-NTA)3Phen配合物的合成、表征及荧光性能研究
20 40型元素分析 仪测定 ;红外 光谱用 Ne u 7 T R光谱 x s60F I 仪测定 , 品加 KB 压 片 ;差 热一 重用 岛 津 D G 5 样 r 热 T -0型差 热一 热重分析仪测定 ; 核磁共振氢 谱是 以氘代氯仿作溶剂 , 用 B u e _0 r krAC 4 0型核 磁 共 振 仪 测 定 ;荧 光 分 析 用 S i d u hma z
12 2 配合 物 的 制 备 ..
高铕配合物的荧光强 度 , 而且可 以降低材 料成 本 。 本文 选用 l T fN A 为配 阴离 子 ,以邻菲 咯啉 为协 同配体 ,分别掺杂 非荧 - 光离子 以及荧光 稀土 离子 T 3 b 形成 新 的配 合物 ,结合 红外 光谱 、 元素 分 析、差热一 重等 方 法对 配合 物 进 行 了表 热
征, 对其荧光性能进行 了研究 。
将 0 2 96g 0 9mmo) - .3 ( . 1 萘基 甲酰三氟丙酮和 0 0 95 l f . 5 g 0 3mmo) (. 1的邻 菲咯啉加入到 5 0mL圆底烧瓶 中 , 用约 1 O
mL无水 乙醇溶解 ,置于 6 O℃恒 温水 浴 中搅 拌 0 5mi, . n 然 后分别加 入按不 同计量 比( u : E 3 或 E3 : 3 u Tb 分别 为
( uRE 一 )jNT 3 h n配 合物 的合 成 、表 征 及 荧光 性 能 研 究 E , (- A)P e B
王连蒙 赵永亮h ,张 梅 高德青。 , ,
1 .内蒙古大学化学化工学院 , 内蒙古 呼和浩特
3 .五普塔尔大学 ,德国 五普塔尔 4 19 2 1
00 2 101 1 0 7 081
光效率 。 这类 配体与镧系离子形成稳 定 的六元环 , 接吸 收 直 激发光并有效 的传递能 量 , 尤其是在协 同配体 的存 在下可 以 大大提高发光效率 。 研究 表 明 , 稀土 发光配 合物 中掺 入非 在 荧光稀土离子可提高配合物 的发 光强 度[ 。 用掺 杂方法在 3 采 3
邻菲啰啉衍生物及其铕配合物的合成、表征及光物理性能
2 0 1 5年 3月
中南 民族大学学报 ( 自然科学版 )
J o u na r l o f S o u t h — C e n t r a l U n i v e r s i t y f o r N a t i o n li a t i e s ( N a t . S c i . E d i t i o n )
Ve 1 . 3 4 No . 1 Ma r . 2 0 1 5
邻 菲 哕 啉衍 生 物 及 其铕 配合 物 的 合成 、 表 征 及 光 物 理 性 能
陈连清, 雷小萍, 陈贵娣, 钟柔潮, 兰少华, 梁 潇, 陆俭洁
( 中南 民族大学 催化材料科学 国家 民委- 教育部共建重点实验室 ,武汉 4 3 0 0 7 4 ) 摘
一
要
为改变铕 配合物配体 的结构 , 增 强其紫外. 可见 吸收率 , 寻找红光效 率更高 的发 光材衍 生物为第 二配体 , 合成 了 5个稀土 铕配合物 , 并进行 了 H N M R、 MS 、 I R、 元素 分析等表 征 , 的吸收逐渐增强 , 荧光发射峰均约 为 6 1 2 n m, 发光强度随配体共轭程度 的增加而增大 ; 电化学数据 与铕 配合 物 的发
A b s t r a c t I n o r d e r t o i f n d r e d l f u o r e s c e n c e m a t e r i a l s o f h i g h e r e f f i c i e n c y , t h e l i g a n d s t r u c t u r e o f e u r o p i u m( E u )c o m p l e x e s
w a s c h a n g e d t o e n h a n c e i t s U V- Vi s a b s o r p t i o n .F i v e e u r o p i u m c o mp l e x e s we r e s y n t h e s i z e d wi t h a c e t y l a c e t o n e a s t h e l f nt i l i g a n d,w h i l e p h e n a n t h ol r i n e a n d i t s d e i r v a t i v e s a s t h e s e c o n d l i g a n d . T h e s t r u c t u r e o f t h e s e E u c o mp l e x e s w a s c h a r a c t e i r z e d b y H NMR, MS, I R a n d e l e me n t a l a n a l y s i s .T h e i r u h r a v i o l e t s p e c t um , f r l u o r e s c e n c e s p e c t r u m a n d
苯甲酸铕及苯甲酸-邻菲咯啉-铕的合成和荧光特性
苯甲酸铕及苯甲酸-邻菲咯啉-铕的合成和荧光特性卢浩杰唐思思黄燕平陈淑琼(中南大学化学化工学院,长沙,410083)摘要:合成了铕-苯甲酸和邻菲咯啉的二元、三元配合物,研究了它们的荧光光谱。
结果表明,铕和苯甲酸、邻菲咯啉生成的二元、三元配合物,在紫外光激发下均可发出铕的特征荧光,且三元配合物的荧光强度明显大于二元配合物,三元配合物的第二配体具有协同效应。
关键词:稀土苯甲酸邻菲咯啉荧光光谱前言稀土光致发光配合物是一类具有独特性能的发光材料[1,2],它的荧光单色性好,发光强度高,因此日益受到人们的重视。
稀土离子Sm(Ⅲ)、Eu(Ⅲ)、Tb(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)发射线状光谱,属于4f 层电子跃迁发射,但都较微弱。
可是,当它们与含芳环的有机配位体形成二元或三元配合物时,受激发的配位体的能量可能转移给金属离子,然后由激发态的金属离子返回基态而发出强的荧光。
稀土芳香族有机羧酸配合物是一类性能良好的发光材料[3~5]。
为此,本文以苯甲酸、邻菲咯啉为配体,研究了铕的二元、三元配合物的合成和荧光性能。
1 实验部分1.1原料与试剂Eu2O3:纯度为99.9%;苯甲酸钠、邻菲咯啉(Phen)及其他试剂均为分析纯,pH试纸,无水乙醇。
1.2样品的制备Eu2O3溶于盐酸配成0.1mol/L的EuCl3水溶液,苯甲酸钠溶于水配成0.1mol/L的水溶液,邻菲咯啉溶于适量的乙醇中。
1.2.1铕-苯甲酸二元配合物的合成在不断搅拌的情况下,按n(Eu3+):n(苯甲酸)=1:3取样,将EuCl3的水溶液逐渐滴入苯甲酸钠的水溶液中,保持温度在80℃左右,用氢氧化钠溶液调节溶液的pH为6~6.5,不断搅拌,溶液中逐渐析出沉淀。
继续搅拌若干时间,静置,冷却至室温,过滤,分别用水和95%乙醇洗至无Cl-离子,置于烘箱中,于110℃下干燥,得粉末样品。
1.2.2苯甲酸-邻菲咯啉-铕三元配合物的合成在不断搅拌的情况下,按n(Eu3+):n(苯甲酸):n(邻菲咯啉)=1:3:1取样,将EuCl3的水溶液逐渐滴入苯甲酸钠的水溶液和邻菲咯啉的乙醇溶液中,保持温度在80℃左右,用氢氧化钠溶液调节溶液的pH为6~6.5,不断搅拌,溶液中逐渐析出沉淀。
铕_铽_水杨酸_邻菲罗啉稀土配合物的合成_表征及荧光性质_胡明
2000年9月内蒙古大学学报(自然科学版)Sep.2000第31卷第5期Acta Scientiarum Naturalium Univ ersitatis NeiM ongol Vol.31No.5 文章编号:1000-1638(2000)05-0504-04铕、铽-水杨酸-邻菲罗啉稀土配合物的合成、表征及荧光性质胡 明,赵永亮,李海生,常 海(内蒙古大学化学系,内蒙古呼和浩特010021)摘要:在无水乙醇溶液中合成了铕、铽-水杨酸(HSal)-邻菲罗啉(Phen)混合稀土配合物,通过元素分析,红外光谱,摩尔电导等实验,确定配合物的化学组成为RE(Phen)2(Sal)2Cl·H2O(R E=Eu3+,Tb3+).在351nm紫外光激发下,研究了稀土配合物的荧光,结果表明铕和铽之间存在相互作用,荧光发射强度有较大的变化,铕对铽具有很强的猝灭作用,铽对铕具有很强的敏化作用.实验证明该混合配合物可以发出强度很高的红色荧光.关键词:稀土配合物;Eu3+和T b3+的发光;水杨酸;邻菲罗啉;红外光谱中图分类号:O614.33 文献标识码:A 从本世纪六十年代开始,人们在非水溶剂介质中合成了稀土与邻菲罗啉或联吡啶的各种配合物,此类稀土有机配合物在紫外光的激发下常常可发出强的稀土离子特征荧光〔1〕.近年来,有关稀土-芳香羧酸-含氮杂环配合物的合成和性质的报道较多,这些研究不仅促进了稀土配位化学的理论发展,而且该类配合物常具有较好的荧光特性,其中以铕、铽-芳香羧酸-邻菲罗啉配合物的合成及荧光性质研究较多〔2~3〕,这些配合物荧光发射峰尖锐,强度高,受到人们的广泛重视.本文在无水乙醇溶液中首次合成了铕、铽-水杨酸-邻菲罗啉混合配合物,确定了其化学组成,研究了其荧光性质.1 实验部分1.1 试剂m(Eu2O3)的纯度等于99.99%,m(Tb4O7)的纯度等于99.99%,邻菲罗啉(Phen),无水乙醇,盐酸为分析纯,水杨酸(HSal)为化学纯.1.2 稀土配合物的合成在分析天平上称取一定质量的稀土氧化物,溶于6mol/L的盐酸中,水浴加热至有白色结晶物RECl3·6H2O(RE=Eu3+,Tb3+)产生,将白色结晶物溶于无水乙醇中.按摩尔比RE∶Phen∶HSal= 1∶2∶3称取相应质量的Phen和HSal,分别将Phen和HSal溶于无水乙醇中,用4mo l/L的NaO H 溶液将Phen和HSal的乙醇溶液调至p H=7,将它们混合,水浴加热60℃,在搅拌下逐滴加入稀土氯化物的乙醇溶液,生成沉淀,静置24h,抽滤,分别用蒸馏水,无水乙醇洗涤沉淀,60~70℃干燥,得到白色粉末状稀土配合物,产率大于80%,产品在硅胶干燥器内保存.1.3 仪器和分析方法配合物C,H,N含量用Perkin-Elmer2400型元素分析仪测定;稀土元素的含量用EDT A滴定法测定,Cl含量以铁铵矾为指示剂,KSCN直接滴定测得;红外光谱用岛津—440红外光谱仪测定,KBr 压片;荧光光谱用日立F—3010荧光光谱仪,入射和出射狭缝均为3nm;摩尔电导用DDS—11A型收稿日期:2000-05-22作者简介:胡明(1966~),男,辽宁省兴城市人,内蒙古大学讲师.电导率仪,二甲亚砜为溶剂,测定温度20℃.2 结果与讨论2.1 稀土配合物的组成和一般性质配合物C,H,N,RE,Cl 及摩尔电导的测定结果见表 1.表1 稀土配合物元素分析结果及摩尔电导Table 1 Data of elementary analysis of RE -Complexes and molar conductivity配合物Eu ∶T bC %found (calc .)H %fo und (calc .)N%fo und (calc .)Cl %fo und (calc .)RE %fo und (calc .)Λ(s ·cm 2·mo l -1)1∶054.67(54.32)3.40(3.34) 6.62(6.67) 4.20(4.23)18.05(18.11)28.31∶154.41(54.10)3.31(3.33) 6.43(6.65) 4.18(4.22)18.82(18.46)30.60∶154.36(53.87)3.21(3.31)6.24(6.61)4.38(4.20)18.61(18.77)31.4 从表1中的数据可以推断出稀土配合物的分子组成为RE(Phen)2(Sal)2Cl ·H 2O(RE =Eu 3+,Tb 3+),各元素含量的实测值与理论计算值基本相符,摩尔电导数值说明该配合物为非电解质.配合物的颜色为白色或淡黄色,配合物难溶于水,乙醇,乙醚,丙酮等溶剂,易溶于二甲亚砜.2.2 红外光谱邻菲罗啉,水杨酸,水杨酸钠和稀土配合物的红外光谱数据见表2.从表2中可以看出,铕和铽两种配合物的结构相似,分析表2中的红外重要振动频率,可以得出以下结论:水杨酸钠盐与稀土配合物相比,羧基的反对称伸缩振动频率由1580cm -1移至1626cm -1,对称伸缩振动频率由1375cm -1移至1390cm -1,△ν由205cm -1增大到236cm -1,说明水杨酸钠的羧羰基以单齿与稀土离子配位〔4〕;同时,水杨酸钠νAr -OH 由1300cm -1移至1253cm -1,△ν=47cm -1,标志着酚羟基与稀土离子配位〔4〕.因此,认为水杨酸根以羰基和酚羟基与稀土离子配位,是双齿配体.νC =O ,νAr-H ,W C-OH ,W Ar-H 等均发生了位移,亦说明RE 3+与水杨酸根配位.另外,稀土配合物于3100cm -1~3500cm -1出现一宽吸收峰,为水分子振动吸收峰,表明配合物含结晶水.表2 红外光谱数据Table 2 Data of IR spectra cm -1PhenHSa lNa 〔Sal 〕Eu(Phen)2(Sal)2Cl ·H 2OTb(Phen)2(Sa l)2Cl ·H 2OνC =C 161715921592νC =N 158715181518νC =O165915781578νas(-COO -)158016261626νa(-COO -)137513901390νAr-OH 1300130012531253νAr-H 3016302030593060νH 2O3100~35003100~3500νRE-O456458νRE-O 395397W C-O H 1152114811391139W Ar-H759759702702 邻菲罗啉在配合物中的红外光谱峰发生了显著变化,C =C ,C =N ,伸缩振动峰由1617cm -1、1587cm -1分别移至1592cm -1,1518cm -1,表明邻菲罗啉分子中具有孤电子对的N 原子与稀土离子之间形成了配位键〔5〕.配合物在456cm -1和395cm -1附近各有一较强的吸收峰,可以认为是RE —O 和RE —N 的伸缩振动峰〔5〕.505第5期胡明等 铕、铽-水杨酸-邻菲罗啉稀土配合物的合成、表征及荧光性质2.3 荧光光谱配合物(Eu1-x Tb x)(Phen)2(Sal)2Cl·H2O(x=0.0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0)的荧光光谱均是在λex=351nm处测定的.2.3.1 配合物的荧光发射峰值波长及能级跃迁 配合物荧光发射峰值波长见表3.由表3看出,Eu (Phen)2(Sa l)2Cl·H2O的荧光发射峰分别位于595nm,618nm附近,这两个发射峰分别属于Eu3+的5D0→7F1,5D0→7F2能级跃迁;Tb(Phen)2(Sal)2Cl·H2O的发射峰分别位于493nm,548nm, 589nm,622nm,四个发射峰分别属于Tb3+的5D4→7F6,5D4→7F5,5D4→7F4和5D4→7F3能级跃迁〔6〕.由于Eu3+的5D0→7F1和5D0→7F2荧光发射峰强度远远高于Tb3+的5D4→7F4和5D4→7F3的发射峰强度,而且Eu3+和Tb3+的这两个波峰相距很近,因此,混合配合物中Eu3+的两个峰可以将Tb3+的两个峰覆盖,使Tb3+的该两个跃迁峰无法准确标出.表3 稀土配合物荧光发射峰值波长Table3 Emission peak wavelength of the RE complexesEu∶T b (mol)5D4→7F6(T b3+)5D4→7F5(T b3+)5D0→7F1(Eu3+)5D4→7F4(Tb3+)5D0→7F2(Eu3+)5D4→7F3(T b3+)1.0∶0.0595.6618.80.9∶0.1493.4548.2595.2618.60.7∶0.3493.6548.2595.6618.80.5∶0.5493.8548.8595.4618.20.3∶0.7493.8548.6595.2618.80.1∶0.9493.8548.4595.0618.80.0∶1.0493.6548.4589.0622.72.3.2 配合物荧光发射峰强度变化规律 我们以铕配合物(Eu-Phen-Sal)和铽配合物(Tb-Phen-Sal)荧光光谱中各跃迁峰的强度作为标准,按不同的Eu3+,Tb3+摩尔分数计算出相应配合物中不同跃迁峰的理论强度值,与实测值进行相比得到比值R,R表示Eu3+、Tb3+荧光性能之间的相互影响.纯铕配合物在595nm,618nm处的发射峰R= 1.0,纯铽配合物在493nm,548nm处的R= 1.0(由于纯铽配合物在589nm,622nm处发射峰强度很小,所以Eu-Tb-Phen-Sal混合配合物的荧光强度值按Eu-Phen-Sal的值计算).R> 1.0,表示为敏化,R<1.0,表示为猝灭,R值偏离 1.0越远,表示Eu3+,Tb3+之间相互敏化或猝灭的程度越强〔3〕.表4 荧光发射强度数据Table4 Data of fluorescence intensity of RE complexesEu∶T b(mo l) 1.0∶0.00.9∶0.10.7∶0.30.5∶0.50.3∶0.70.1∶0.90.0∶1.0493 (nm)I测11.0813.9742.4956.49347.6 I理104.3173.9243.3312.8R0.100.080.170.18 1.00548 (nm)I测14.5122.9187.22123.1708.5 I理212.6354.3496.0637.6R0.070.070.170.19 1.00595 (nm)I测69.2191.3234.1345.2213.1242.3 I理62.348.434.620.8 6.92 R 1.00 3.074.839.9810.235.0618 (nm)I测443.3943.91574234314261202 I理399.0310.3221.7133.044.43 R 1.00 2.375.0710.610.727.1 从表4中可以看出,Tb3+在493nm,548nm处的荧光发射峰值,随着混合配合物中铕摩尔分数的增加,R值迅速减小,当Eu(mol%)=50%时,R值为0.08和0.07,表明Eu3+对Tb3+的荧光发射有很强的猝灭作用.Eu3+在595nm,618nm处的R值,随着铽含量的增加,R值增大,当Tb(mol%) 506内蒙古大学学报(自然科学版)2000年=90%时,属于Eu 3+的5D 0→7F 1跃迁的R =35.0,属于5D 0→7F 2跃迁的R =27.1,说明混合配合物中Eu 3+在595nm,618nm 处的荧光发射峰效率分别是纯铕配合物的35倍和27.1倍,表明Tb 3+对Eu 3+的荧光发射具有很强的敏化作用.特别是在混合配合物中,Eu 3+在618nm 处的荧光发射峰具有较强的荧光强度,发射出红色特征荧光.3 结 论 以上结果表明,在Eu -Tb -Phen -Sal 混合配合物中,铕、铽的荧光性能之间存在相互作用,铕对铽配合物的荧光具有很强的猝灭作用,铽对铕配合物的荧光具有很强的敏化作用,实验证明混合配合物可以发出铕的特征红色荧光,并且强度较高,可能具有潜在的应用前景.参考文献:[1] 钱国栋,王民权,吕少哲,等.稀土(Eu 3+,T b 3+)含氮杂环配合物的合成、表征及其荧光性质[J].发光学报,1993,19(1):60~65.[2] 金林培,王瑞芳,王明昭,等.双核铕-间甲基苯甲酸邻菲罗啉〔Eu (m-M BA)3P HEN 〕(H 2O )2三元配合物的晶体结构和荧光性质[J].高等学校化学学报,1993,14(9):1195~1200.[3] 孙波,赵莹,徐端夫,等.邻苯二甲酸-邻菲罗啉-铕-铽络合体系的荧光性能研究[J ].光谱学与光谱分析,1997,17(2):25~29.[4] 完颜辉,李小静,杨汝栋.稀土-吡唑酮衍生物异配位配合物研究-轻稀土元素与二安替比林苯基甲烷(PhD AM )及水杨酸(HSal)三元配合物的合成及表征[J].稀土,1992,13(1):4~8.[5] 赵永亮,赵凤英,连锡山.邻溴苯甲酸-邻菲罗啉-镧、钐三元配合物的合成和表征[J ].内蒙古大学学报(自然科学版),1997,28(1):62~64.[6] 连锡山,马素清.铽对苯甲酸配合物体系中铕发光的敏化作用[J].内蒙古大学学报(自然科学版),1999,30(5):609~611.Sy nthesis ,Characterizatio n and Fluo rescence Studyof th e Mix ed Complex es of Europium,Terbium -Phenanthroline -Salicylic AcidHU Ming ,ZHAO Yong -liang ,LI Hai -sheng ,CHAN G Hai(Department of Chem istry ,NeiMongol Univ ersity ,Hohhot 010021,PRC ) Abstract :In the anhydrous alcohol so lution,the mixed so lid com plexes of Eu 3+,Tb 3+-Phenanthroline-Salicy lic Acid hav e been sy nth esized.The co mpo sitio n of the RE com plex es are RE (Phen)2(Sal)2Cl ·H 2O(RE=Eu 3+,Tb 3+)by the ex periments o f elemental alaysis,IR spectra ,and m ole co nductivity .The fluorescence characteristics of mixed com plexes w ere investiga ted .Ex cited by 351nm UV-ligh t,the results of fluorescence spectra show ed tha t there w ere intensiv e interactions betw een euro pium io ns and terbium ions,the fluo rescence emission intensity of europium ions w ere g rea tly sensitized by terbium ions and those of terbium ions w ere stro ng ly quenched by euro pium io ns .The red fluo rescence of europium ions was emitted intensively in the mixed co mplex es .Key words :Rare earth co mplex es;luminescence of Eu 3+and Tb 3+ions;phenanthro line;salicyclic acid;IR spectra507第5期胡明等 铕、铽-水杨酸-邻菲罗啉稀土配合物的合成、表征及荧光性质。
铕—芳香族有机羧酸—邻菲罗啉配合物的合成和荧光性能的研究
王 正 祥 舒 万 艮 周 忠诚 牛 聪 伟 陈 洪2 , 2
(. 1 中南大 学化 学 化工 学 院 , 沙 408 ;. 洲工 学 院 , 洲 420 ) 长 103 2株 株 108
摘 要 : 合成了铕一 芳香族有机羧酸( 苯甲酸、 邻苯二甲酸) 和邻菲罗啉的二元、 三元配合物 , 研究了它们的荧光
合物 E . 。 u
( 和 ( 发 射线 状 光 谱 , 于 4 层 电子 跃迁 Ⅲ) Ⅲ) 属 f 发 射 , 都较 微 弱 。 可是 , 但 当它们 与含 芳环 的有 机配 位 体形 成 二元 或 三 元 配 合 物 时 , 激 发 的 配 位 体 的 受 能量可 能 转 移给 金 属 离 子 , 后 由激 发 态 的金 属离 然 子返 回基态 而 发 出强 的荧 光 。稀 土芳 香 族 有机 羧 酸 配合 物是 一 类 性 能 良好 的 发 光 材 料 _一j 为 此 , 3 。 本 文 以苯 甲酸 、 苯 二 甲酸 、 菲 罗 啉 为 配 体 , 究 了 邻 邻 研
铕 的二元 、 三元 配 合物 的合成 和荧 光性 能 。
12 2 铕一 甲酸 ( 苯 二 甲 酸 )邻 菲 罗 啉 三 元 配 .. 苯 邻 . 合 物 的 合 成 在 不 断搅 拌 的情 况 下 , E C3 溶 液 滴 加 到 将 u I水 等 当量 的 苯 甲 酸钠 ( 邻苯 二 甲酸 氢钾 ) 邻 菲 罗 啉 或 及
紫外 可 见 光 谱 用 u .5型 紫 外 可 见 光 谱 仪 测 V7 定; 红外 光谱 用 Ncl gaR70型 傅 立 叶变 换 红 i rManl-5 ot 外 光谱 仪 , B 压 片法 进行 测 定 ; 光 光谱 用 日本 岛 Kr 荧
可用于生物标记的发光铕配合物的制备
一、概述生物标记技术在医学诊断、药物筛选和生物学研究领域发挥着重要作用。
其中,发光标记技术因其高灵敏度、快速实时检测和非毒性的特点备受关注。
而发光铕配合物则作为一种潜在的生物标记材料,具有发光强度高、发光寿命长等优越性能,因而备受关注。
本文旨在介绍发光铕配合物的制备方法、性能特点以及在生物标记技术中的应用前景。
二、发光铕配合物的制备方法1.选择适合的铕配体和配体:铕配合物的发光性能受配体的选择影响较大,因此需要选择具有较高配位能力和发光效率的配体,如β-二酮类化合物、芳香族羧酸等。
2.合成铕配合物:使用配体对铕进行螯合,通过沉淀、结晶等方法制备发光铕配合物。
三、发光铕配合物的性能特点1.较长的发光寿命:发光铕配合物具有较长的发光寿命,可达数十微秒至数百微秒,适合于需要长时间监测的生物标记实验。
2.窄带发光特性:发光铕配合物通常表现出较为窄带的发光特性,使得其在复杂的生物体系中具有较高的检测灵敏度。
3.抗光照衰减能力强:相比于其他发光材料,发光铕配合物具有较强的抗光照衰减能力,可在长时间光照下保持稳定的发光性能。
四、发光铕配合物在生物标记技术中的应用前景1.生物分子标记:发光铕配合物可以作为生物分子标记物,用于检测蛋白质、核酸等生物分子的位置和表达水平,具有较高的灵敏度和检测精度。
2.细胞成像:发光铕配合物可用于细胞内成像,其较长的发光寿命和窄带发光特性使得其成像效果更为清晰和准确。
3.生物传感器:利用发光铕配合物的特性,可以制备高灵敏度的生物传感器,用于检测生物分子的浓度、活性等。
五、结论发光铕配合物作为一种潜在的生物标记材料,具有较高的发光强度、较长的发光寿命和窄带发光特性,在生物标记技术中具有广阔的应用前景。
随着合成技术和表征技术的不断发展,相信发光铕配合物将在生物标记领域发挥越来越重要的作用。
六、发光铕配合物的制备方法优化与发展趋势1. 配体设计与合成优化:随着对发光铕配合物性能需求的不断提高,研究人员将不断探索合成更有效的配体,并通过合成方法进行优化。
新型双β-二酮、邻菲罗啉和铕(Ⅲ)三元配合物的合成与发光
高性 能 的 光 电 材 料 是 实 现 全 色 显 示 的 关 键 ¨ 。稀 土有 机配 合 物 具有 驱 动 电压低 、 纯 度 色 高、 理论 发 光量子 效率 可 接 近 1 0 0 %等 优 点 , 是金 属有 机 发 光 材 料 的 一 个 重 要 组 成 部 分 ,稀 土 E ¨离 子 因 能 够 发 射 高 纯 度 的 红 光 而 备 受 关 u 注 』 。 。稀 土离 子 本 身 的 独 特 结 构 和 性 质 , 其 使
新型双 I二酮 、 j } - 邻菲 罗啉和铕 ( Ⅲ) 三 元 配 合 物 的 合 成 与 发 光
刘 万云 ,霍 平 ,伍 晓春 ,梅 光 泉h
( .宜 春 学 院 江西 省 高校 应 用 化 学 化 学 生物 学 重点 实 验 室 ,江 西 宜 春 1 36 0 ; 3 0 0
在 与配体 结合 后 , 发 出的荧 光 既 具 有稀 土 离子 所 发 光强度 高 、 色 纯 正 又具 有 机 发 光 化合 物 激 发 颜 能量低 、 光 效 率 高 、 荧 易溶 于 有机 材 料 的优 点 , 为
人们 探索 新 的发光 能源 、 发光 材料提 供 了新思 路 。 稀 土在应 用 中的重要 性及 其性 质分 析 的复杂性 也
一
2 实
验
2 1 仪器 与试 剂 .
实 验 中使用 的 材 料 主要 有 : 海 阿 拉 丁 化 学 上
技术有 限公 司的 间二 苯 甲酸二 甲酯 (9 、- 9 %) 2乙酰 噻吩(8 )氢化钠 (5 ~ 5 、uO (99% ) 9% 、 5% 6 %) E 9.9 ,
里安公 司 ) D C Q O型差示 扫 描 量热 分 析 仪 ( ;S—l 流
硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质陈程鑫
硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质陈程鑫20092401023一、实验目的:1、了解稀土配合物发光的基本原理2、学习硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质研究方法二、实验原理:1、稀土离子为典型的硬酸,易结合的配体为含氧或氮等配位原子的硬碱配体,如H2O、acac-(乙酰丙酮负离子)、Ph3PO、Me2SO、edta、phen(邻菲咯啉)、F-、Cl-、Br-、NCS-和NO3-等。
2、稀土元素的硝酸盐、硫氰酸盐、醋酸盐或氯化物与邻菲咯啉在溶剂中作用时,一般得到RE:phen=1:2的配合物。
本实验中,起始原料Eu2O3与HNO3反应完全蒸干后得到Eu(NO3)3·nH2O(n=5或6),使其在乙醇溶剂中与配体phen直接反应,生成产物。
反应方程式为:Eu(NO3)3·nH2O+2phen=Eu(phen)2(NO3)3+nH2O 产物为白色,紫外灯下发出红色荧光。
发光机理与其他大多数稀土配合物类似。
配位体phen吸收紫外光,电子从其基态跃迁到激发态,处于激发态的phen通过非辐射跃迁的方式将能量传递给能量匹配的Eu(Ⅲ)离子激发态,最后电子从Eu(Ⅲ)离子激发态回到基态,将能量以光子的形式放出。
在整个过程中,配体能有效地吸收能量并有效地将能量传递给中心离子,人们把发光稀土配合物中配位体的这种作用比喻为“天线效应”。
3、在激发光谱中,紫外区出现一个宽峰,其最大波长位于约310nm处,是配体phen的π→π﹡跃迁产生的。
在检测范围内,发射光谱中出现的是Eu3+离子的特征发射峰,这说明配体phen将吸收的能量有效地传递给了中心Eu3+。
发射光谱数据及指认列于下表:三、实验仪器与试剂:电子天平、蒸发皿、烧杯、三角架、酒精灯、石棉网、表面皿、玻璃棒、抽滤瓶、布氏漏斗红外灯、2F-200暗箱式紫外分析仪(254nm和365nm)、F-2500荧光光谱仪、Eu2O3、邻菲咯啉(A.R.)、HNO3(1:1)、无水乙醇(A.R.)四、实验步骤:1、Eu(phen)2(NO3)3的制备(1)Eu(NO3)3乙醇溶液的制备在50mL烧杯中称取白色固体Eu2O3 0.0088g,在搅拌下加入3mL HNO3(1:1),放在60-70℃水浴上加热,直至溶解,得到澄清透明溶液。
邻菲啰啉钌金属配合物的合成与晶体结构及性质研究 化学专业毕业设计 毕业论文
邻菲啰啉钌金属配合物的合成与晶体结构及性质研究化学专业毕业设计毕业论文邻菲啰啉钌金属配合物的合成与晶体结构及性质研究张燕(德州学院化学系山东德州253023)摘要:本论文以2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑和邻菲啰啉为配体,以钌离子为中心离子,利用水热合成法得到该金属配合物的晶体,并利用X射线衍射分析研究模型化合物的晶体结构,利用荧光光谱、紫外光谱等方法对配合物进行了性质研究,研究了配合物与DNA之间的相互作用。
关键词:2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑;邻菲啰啉;金属配合物;DNA ;1引言1.1 配位化合物自瑞士化学家26岁的年轻学者A.Wemer1893年创立配位化学以来,配合物的研究一直是无机化学领域中最活跃的领域之一。
1951年,二茂铁的合成及夹心型化合物的研究使Wilkinsen和Fisher获得了1973年的诺贝尔奖;1953年,Ziegler-Natta催化剂的发现使配位化学开始被广泛应用到了石油工业;1965年分子氮金属化合物的合成使人类梦想的大气固氮研究向前跨进了一大步;1965年Rosenberg B.等人打开了金属配合物抗癌药物研究的新领域;六十年代中期Bailer Jr.提出配位聚合物的概念;1984年分子氢配合物的合成揭示了只含σ-键的分子也可形成配合物的现象,提出了新的σ-键理论;1987年Cram,Lehn 和Pedersen在超分子化学方面的成就,及1992年Marcus揭示的电子传递过程等等,都对配位化学的进一步发展作出了不可磨灭的贡献。
近十多年来,在以上述为代表的开创性成就的基础上,配位化学在其合成、结构、性质和理论方面取得了一系列进展[l]。
其中,配位聚合物是金属离子和有机配体通过自组装而形成的无限结构的配位化合物。
由于它在光、电、磁、催化等领域具有诱人的应用前景,被认为是当前最有潜在能力的功能材料,已成为无机化学和材料化学领域的研究热点之一[2]。
上个世纪六十年代中期Bailer Jr.首先提出配位聚合物的概念,1976年,Bjŏrk和Cassel报道了第一个具有无限链状结构的亚矾配合物AgClO42DMSO[3]。
基于邻菲咯啉的反应型三元铕配合物的合成与荧光性质
摘
要
以二苯 甲酰 甲烷( HD B M) 为第一配体 , 5 一 丙烯酰胺基一 1 , 1 O 一 菲 咯啉 ( Ap h e n ) 为活性第二 配体 ,制备
了新的反应型三元铕配合 物 E u ( D B M) 。 Ap h e n 。通 过元 素分 析 、红外光 谱和 热分析对 配合 物进行 了组 成确 定, 采用紫外光谱 、 荧光光谱 、荧光寿命和荧光量子产量研究 了配合 物的光物理性 能。结果表 明 , 在 紫外光 激发下 , 配合物 E u ( D B M) s A p h e n能发射 E u 。 的特征荧光 , 其荧光发射强度 、 单色性 、 荧光寿命和荧光量子 产率等均显著高于文献报道的丙烯酸配合物 E u ( D B M) AA的相应数值 , 表明配合物 E u ( D B M) 。 Ap h e n不仅 可作为潜在的红色发光材料 , 还可作为反应型的配合 物 ,为制备具 有优异发 光性能 的稀土聚 合物提供 了一
规烯类单体共聚合 的方法来 制备 _ 4 ] ,而反应 型稀土 配合物 大多通过稀土离子与含有 乙烯基 的丙烯酸类活性配体的键合
作用来获得 。此类活性配体 除了占用稀 土离 子的部分配位数
外 ,对稀土离子的发 光基本不起 作用 ,因而极大 地影响 了稀
土配合物 的发光性能_ _ 7 ] 。
条新的途径 。
关键词
铕 ;1 , 1 0 一 菲咯啉 ; 反应 型 ; 三元配合物 ; 荧光
文献标识码 : A D O I : 1 0 . 3 9 6 4 / j . i s s n . 1 0 0 0 — 0 5 9 3 ( 2 0 1 3 ) 0 1 ~ 0 1 1 6 — 0 4 E u C 1 s・ 6 H2 O 由纯度为 9 9 . 9 9 的 E u 2 O a 制备 ; 二苯 甲
配合物的合成及荧光性能
配合物[La(PIP)2・2H2O](NO3)3的合成及荧光性能XX,XX,XXX,XXX(XXXX XXXX,XXXX)摘要:合成了镧(Ⅲ) 配合物[La(PIP)2・2H2O](NO3)3(PIP=2-苯基咪唑并[5,6-f]-1,10邻菲罗啉),通过核磁氢谱、元素分析、红外光谱、紫外-可见吸收光谱以及荧光光谱和热重分析对配合物的组成、结构、光学带隙、发光特性和热稳定性能进行表征。
结果表明,配合物具有良好的热稳定性,光学带隙为4.08eV,在437nm最佳激发波长下,产生发光峰在约534nm纯绿光发射。
这为进一步研究La-PIP配合物的发光性质和开发新型功能器件提供了基础。
关键词:邻菲罗啉;镧(Ⅲ)配合物;合成;光学性能Synthesis and Fluorescence Properties of [La(PIP)2・2H2O](NO3)3XXXXXXX(XXXXXXXX)Email*:XXXXXXXAbstract: A New Lanthanum (III) coordination compound [La(PIP)2・2H2O](NO3)3 (PIP=2-phenyl-imazole[5,6-f]-1,10 phenanthroline)was synthesized. Its structure, optical gap, fluorescence properties and thermal properties were charaterized by 1HNMR, elemental analysis, FT-IR spectra, Uv-vis spectra, fluorescence spectra and DTA-TG technique.The results show that the complex has excellent thermal stability properties. The optical gap is 4.08eV. A Strong pure green emission at 543nm was found under the optimum excitation wavelength 437 nm. These results can be used in further studies of the structural and functional properties of electrolumescence devices based on the La-PIP assembly.Key words: 1, 10-phenanthroline; Lanthanum (III) complex; Synthesis; Fluorescence properties引言近年来,发光材料被广泛的应用于社会的各行各业,国内外学者们对于新型的发光材料的探索也不断的深入,稀土发光配合物发光谱带窄、色纯度高、光吸收能力强、荧光寿命长、物理和化学性能稳定等诸多优点,一直是人们研究的焦点[1-2]。
邻菲啰啉及其衍生物的合成及应用
文献综述邻菲啰啉及其衍生物的合成及应用化工学院 应用化工技术专业 学生:方英文摘要:简介了1,10-邻菲啰啉及其衍生物的一些合成方法;并对其于金属离子形成的荧光性和发光性能方面的用途作了简单的介绍。
关键词:邻菲啰啉;荧光性;发光性目录: 1 邻菲啰啉衍生物的合成1.1 5,6位衍生物的合成1.1.1 1,10-菲啰啉-5,6-二酮的合成[1]在三口瓶中加入140 mL 浓硫酸,冰浴冷却,搅拌下缓慢加入10.0g (50 mmol )二水1,10-菲啰啉,在5℃以下依次加入17.3g (168 mmol )溴化钠和70 mL 浓硝酸。
室温搅拌20 min ,加热搅拌回流,逐渐升温至120 ℃,保温1h ,冷却,得棕色透明溶液,搅拌下将其倾入600g 碎冰中,用30% (w /v )NaOH 溶液调pH = 7,得到浑浊的水溶液。
抽滤,固体用90℃热水萃取(300 mL×2) ,趁热过滤,合并滤液,冷却,CHCl 3萃取(100 mL×8),有机相用无水硫酸钠干燥,旋蒸去溶剂,得9.7 g (91% )橙色固体。
用甲醇重结晶,得到黄色针状晶体。
m.p. 257-258 ℃。
NN O ON N 1.1.2 1,10-菲啰啉-5, 6-二肟的合成[2] 在250ml 三口烧瓶中,加入1,10-菲啰啉-5,6-二酮(2.1g,0.01mol ),盐酸羟胺(2.5g, 0.035mol ),碳酸钡(3.0g ,0.015mol )于150ml 无水乙醇中加热回流12h ,然后浓缩溶剂,残留物加盐酸(200ml ,0.2M ),室温搅拌1h 后过滤,得灰色固体物,少量水洗,乙醇洗河乙醚洗,然后在60℃真空干燥后得产品2.2g (收率96%,mp:230℃)。
N N O O N N HON NOH1.1.3 5-氨基-1,10-邻菲啰啉的合成[3]在装有滴液漏斗、冷凝管、温度计及磁力搅拌器的250ml 三口烧瓶中,加入5% Pd/C 催化剂、水合肼和乙醇,水浴加热。
硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质.
硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质实验时间:2010年6月25日指导老师:吴建中老师实验评分:________【实验目的】①了解稀土配合物发光的基本原理。
②学习硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质研究方法。
【实验原理】①稀土离子为典型的硬酸,易结合的配体为含氧或氮等配位原子的硬碱配体,如H2O、acac-(乙酰丙酮负离子)、Ph3PO、Me2SO、edta、phen(邻菲咯啉)、F-、Cl-、Br-、NCS-和NO3- 等。
②稀土元素的硝酸盐、硫氰酸盐、醋酸盐或氯化物与邻菲咯啉在溶剂中作用时,一般得到RE:phen=1:2的配合物。
本实验中,起始原料Eu2O3与HNO3反应完全蒸干后得到Eu(NO3)·nH2O(n=5或6),使其在乙醇溶剂中与配体phen直接反应,生成产物。
反应方程式为:3Eu(NO3)3·nH2O+2phen=Eu(phen)2(NO3)3+nH2O产物为白色,紫外灯下发出红色荧光。
发光机理与其他大多数稀土配合物类似。
配位体phen 吸收紫外光,电子从其基态跃迁到激发态,处于激发态的phen通过非辐射跃迁的方式将能量传递给能量匹配的Eu(Ⅲ)离子激发态,最后电子从Eu(Ⅲ)离子激发态回到基态,将能量以光子的形式放出。
在整个过程中,配体能有效地吸收能量并有效地将能量传递给中心离子,人们把发光稀土配合物中配位体的这种作用比喻为“天线效应”。
③在激发光谱中,紫外区出现一个宽峰,其最大波长位于约310nm处,是配体phen的π→π﹡跃迁产生的。
在检测范围内,发射光谱中出现的是Eu3+离子的特征发射峰,这说明3+【主要仪器与试剂】(1)仪器电子天平、蒸发皿、烧杯、三角架、酒精灯、石棉网、表面皿、玻璃棒、抽滤瓶、布氏漏斗红外灯、2F-200暗箱式紫外分析仪(254nm和365nm)、F-2500荧光光谱仪(2)试剂Eu2O3邻菲咯啉(A.R.)HNO3(1:1) 无水乙醇(A.R.)【实验步骤及现象】(1)Eu(phen)2(NO3)3的制备①Eu(NO3)3乙醇溶液的制备在50mL烧杯中称取白色固体Eu2O30.0096g,在搅拌下加入3mL HNO3(1:1),放在60-70℃水浴上加热,直至溶解,得到澄清透明溶液。
中南大学有机稀土配合物的合成及荧光特性
中南大学有机稀土配合物的合成及荧光特性名称:化学化工学院、有机稀土配合物的合成及其荧光特性一、实验目的1、掌握苯甲酸铕、苯甲酸-邻菲咯啉-铕三元配合物的制备方法;2、了解苯甲酸铕、苯甲酸-邻菲咯啉-铕的荧光性质;3、了解三元配合物第二配体的协同效应。
二、背景知识及实验原理稀土有机配合物发光是无机发光、有机发光与生物发光的交叉学科,有着重要的理论研究意义及应用价值。
稀土铕、铽配合物具有荧光强度高,单色性好,耐候性强和不易被氧化等优点,越来越受到人们的重视。
以苯甲酸、邻苯二甲酸为配体的稀土配合物的合成及荧光性能已有较多研究,并且以二羧酸为桥联配体,可更有效地传递能量。
在20世纪80年代中期,前苏联地Golodkova LN等人已经研制出了保温大棚膜的稀土光转换剂。
它能吸收97%的200-450nm的紫外光,并能将其转换为500-750nm的红橙光。
近年来,稀土有机配合物由于具有发光强度高和稳定性较好的优点,越来越引起人们的广泛关注,其应用研究非常活跃。
稀土配合物发光机理在于有机配位体将所吸收的能量传递给稀土离子,使其4f电子被激发产生f-f电子跃迁并发光,例如铕β-二酮配合物是发红光的荧光材料,主要产生5D0-7F2的跃迁。
这种发光材料能吸收太阳光中的紫外光并转换为可见光,将其添加到塑料膜中能改善光质,更好地利用太阳能。
这种铕的配合物在365nm高压汞灯下观察有明亮的红色发光。
从荧光的激发与发射光谱结果来看,配合物激发态处于长波紫外范围,这是配体的吸收,由于配合物是个大的共轭体系,所以π-π*吸收强度特别高,吸收的能量通过分子内能量传递,使中心离子Eu3+发出强的红光。
金属离子与有机配体的配位反应:EuCI3+3C6H5COOHEu(C6H5COOH)3+3HCIEu(C6H5COOH)3+phenEu(C6H 5COOH)3 phen三.仪器与试剂试剂:36%-38%的盐酸,氢氧化钠,苯甲酸(或苯甲酸钠),邻菲咯啉(phen),pH试纸(或 ph计),无水乙醇。
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硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质
指导老师:吴建中老师
【实验目的】
1了解稀土配合物发光的基本原理。
2学习硝酸邻菲咯啉铕配合物的制备和发光性质研究方法。
【实验原理】
①稀土离子为典型的硬酸,易结合的配体为含氧或氮等配位原子的硬碱配体,如H2O、acac-
(乙酰丙酮负离子)、Ph3PO、Me2SO、edta、phen(邻菲咯啉)、F-、Cl-、Br-、NCS-和NO3-
等。
②稀土元素的硝酸盐、硫氰酸盐、醋酸盐或氯化物与邻菲咯啉在溶剂中作用时,一般得到RE:phen=1:2的配合物。
本实验中,起始原料Eu2O3与HNO3反应完全蒸干后得到Eu(NO3)
·nH2O(n=5或6),使其在乙醇溶剂中与配体phen直接反应,生成产物。
反应方程式为:3
Eu(NO3)3·nH2O+2phen=Eu(phen)2(NO3)3+nH2O
产物为白色,紫外灯下发出红色荧光。
发光机理与其他大多数稀土配合物类似。
配位体phen 吸收紫外光,电子从其基态跃迁到激发态,处于激发态的phen通过非辐射跃迁的方式将能量传递给能量匹配的Eu(Ⅲ)离子激发态,最后电子从Eu(Ⅲ)离子激发态回到基态,将能量以光子的形式放出。
在整个过程中,配体能有效地吸收能量并有效地将能量传递给中心离子,人们把发光稀土配合物中配位体的这种作用比喻为“天线效应”。
③在激发光谱中,紫外区出现一个宽峰,其最大波长位于约310nm处,是配体phen的π→π﹡跃迁产生的。
在检测范围内,发射光谱中出现的是Eu3+离子的特征发射峰,这说明配体phen将吸收的能量有效地传递给了中心Eu3+。
发射光谱数据及指认列于下表:
峰位波长/nm相对强度指认
529弱5D0→7F1
615极强5D0→7F2
640极弱5D0→7F3
680弱5D0→7F4
【主要仪器与试剂】
(1)仪器
电子天平、蒸发皿、烧杯、三角架、酒精灯、石棉网、表面皿、玻璃棒、抽滤瓶、布氏漏斗红外灯、2F-200暗箱式紫外分析仪(254nm和365nm)、F-2500荧光光谱仪
(2)试剂
Eu2O3邻菲咯啉(A.R.)HNO3(1:1)无水乙醇(A.R.)
【实验步骤及现象】
(1)Eu(phen)2(NO3)3的制备
①Eu(NO3)3乙醇溶液的制备
在50mL烧杯中称取白色固体Eu2O30.0096g,在搅拌下加入3mL HNO3(1:1),放在60-70
℃水浴上加热,直至溶解,得到澄清透明溶液。
将清液转移至蒸发皿中,加热蒸发至干,得白色固体Eu(NO3)3·nH2O(n=5或6)。
留取少量固体,用红外灯烘干,其他绝大部分加入3mL无水乙醇使溶解。
②邻菲咯啉溶液的制备
在10mL烧杯中称取邻菲咯啉0.0202g,加入3-5mL无水乙醇使其溶解。
3Eu(phen)2(NO3)3的制备
在搅拌下将上述Eu(NO3)3溶液慢慢加入到邻菲咯啉溶液中,有白色沉淀生成,搅拌5min 使沉淀完全,抽滤分离出固体产物。
以每次1mL无水乙醇洗涤产物三次,将产物转入表面皿中,红外灯下烘干。
(2)Eu(phen)2(NO3)3的发光性质
①将烘干的Eu(NO3)3和Eu(phen)2(NO3)3各取少量,至于紫外灯下。
分别用254nm 和365nm的紫外光照射所得的荧光颜色和强度相差不大。
现象如下:
Eu(NO3)3发出极弱的红光,而Eu(phen)2(NO3)3发出明亮的红光。
②在荧光光谱仪上进一步测定两者的荧光光谱。
【注意事项】
1硝酸铕的制备实验应在通风橱中进行
2如果硝酸铕和邻菲咯啉不能完全溶解,应当过滤,过滤时注意用少量无水乙醇淋洗滤纸,使原料尽可能地不受损失
3硝酸应稍过量,若过量太多会氧化Eu2+,硝酸溶液(1:1)的浓度约为7moL/L,硝酸的用量应控制在2-4mL。
4连带滤纸一起进行荧光测定,滤纸本身也会产生荧光。
【紫外灯下荧光现象分析】
Eu(NO3)3发出极弱的红光,因为Eu3+的f→f﹡能级跃迁是禁阻跃迁。
Eu(phen)2(NO3)3发出明亮的红光,因为配体phen作为敏化剂,起到天线效应,能够吸收紫外光,并能通过非辐射的方式将能量传递给Eu3+,使得其激发,所以Eu3+能发生f﹡→f能级跃迁,发出明亮的红色荧光。
【荧光光谱图分析】
①Eu(phen)2(NO3)3的室温激发光谱,λem=616nm
在激发光谱图中,吸收波长为横坐标从220.0nm到400nm,荧光强度为纵坐标从0到10000。
由图可知,紫外区激发波长约为285-354nm处出现一个宽峰,其最大波长位于约334.0nm 处,相对强度为9412,是由于具有大共轭体系配体phen吸收紫外光,电子从基态跃迁到激发态,即发生π→π﹡跃迁产生的。
②Eu(phen)2(NO3)3的室温发射光谱,λem=310nm
在发射光谱图中,发射波长为横坐标从400.0nm到700nm,荧光强度为纵坐标从0到10000。
由图可知,出现Eu+离子的特征荧光,主要发射峰在594.0nm、617.0nm、652.0nm和687.0nm 处。
得出Eu(phen)2(NO3)3的发射光谱数据及指认如下表:
峰位波长/nm相对强度指认峰位波长/nm相对强度指认594.01304弱5D0→7F1652.064.16极弱5D0→7F3 617.08487极强5D0→7F2687.093.29极弱5D0→7F4
发射光谱图中出现的线状谱带是中心离子Eu3+由激发态回到基态,即f*→f能级跃迁形成的特征发射光谱。
由于f轨道被外层s和p轨道有效的屏蔽,f能级固定,形成的光谱是线性的。
在实验中可以看到Eu(phen)2(NO3)3发出红光。
由于在荧光光谱仪放置了滤光片,消除了310nm的干扰峰,又由于最强的发射峰在617nm处,所以发出的光为红光。
③由以上的Eu(phen)2(NO3)3荧光激发光谱图和发射光谱图可知:在整个过程中,配体phen能有效地吸收能量并能通过非辐射跃迁的方式将能量传递给能量匹配的Eu3+,phen配体起到了“天线效应”。
【思考题】
溶解Eu2O3时,为什么不宜加入过多的HNO3溶液?
答:因为HNO3溶液具有强的氧化性,过多的HNO3溶液会将Eu3+氧化成+4价或者更高价态,而得不到Eu(NO3)3。
2为什么要将铕的硝酸盐溶液蒸干?
答:为了得到晶体Eu(NO3)3·nH2O(n=5或6),与Eu(phen)2(NO3)3进行荧光对比。
3产物纯度对荧光有很大的影响,实验中有哪些操作是用以保证产物纯度的?
答:a、加入稍过量的硝酸,防止生成Eu4+等杂质。
b、若硝酸铕和邻菲咯啉不能完全溶解,应当过滤除去。
④本实验中使用非水溶剂的优点有哪些?
答:a、乙醇易挥发,得到的晶体易干燥。
b、乙醇的极性较水小,得到的Eu(phen)2(NO3)3更稳定。
⑤Eu(phen)2(NO3)3的结构是怎样的?
答:Eu(phen)2(NO3)3以单核分子形式存在,中心离子Eu(Ⅲ)分别于硝酸根上的两个氧原子和1,10-邻菲NB035罗啉上的氮原子以双齿螯合方式配位,配位数为10,构成高度畸变的双冠四方反棱柱体或双冠四边形丁蝶形底扭棱柱体。
⑥如何解释Eu(NO3)3和Eu(phen)2(NO3)3的发光性质差异?
答:Eu(NO3)3发出极其微弱的红色荧光,而Eu(phen)2(NO3)3发出较强的红色荧光。
两者的差异为荧光强度的不同。
主要是因为Eu3+的f→f﹡能级跃迁是禁阻跃迁,Eu3+难于从基态变到激发态;加入配体phen后,phen能吸收紫外光,并能将能量传递给Eu3+,使其从基态跃迁到激发态,激发态的Eu3+就能发出荧光回到基态。
【实验总结】
本次的实验操作较简单,难点在于根据发光的原理来理解不同条件下发光现象的差异。
铕是稀土元素,通过硝酸邻菲咯啉铕配合物的实验,了解到稀土元素的含量、结构及发光性质等方面的知识。