发光稀土配合物mine
稀土配合物发光性能的实验研究(精)
稀土配合物发光性能的实验研究
稀土配合物所发出的荧光有稀土离子发光强度高、颜色纯正,又有有机化合物所需激发能量低、荧光效率高、易溶于有机溶剂的优点,为人们探索新的发光能源、发光材料提供了新的思路。
本文将对稀土配合物作为发光材料进行研究,合成出系列光效率高的光致发光材料Eu_(1-x)Tb_x(BA)_3Phen。
选用发光效率较高的铕离子,同时引入可以敏化铕离子的铽离子,有机配体选择苯甲酰丙酮(BA)和邻菲罗琳(1,10-phen),制备稀土有机发光材料。
本文应用紫外-可见吸收光谱、激发光谱、荧光光谱、和Z-扫描实验等实验手段,系统研究了稀土有机配合物的光谱性质、相互敏化的过程与机理、能量传递过程和非线性光学性质。
结果表明,目标稀土配合物Eu_(1-x)Tb_x(BA)_3Phen是一种发光性能良好的稀土配合物。
【关键词相关文档搜索】：光学; 稀土配合物; 双核; Eu1-xTbx(BA)3Phen; 敏化
【作者相关信息搜索】：新疆大学;光学;葛文萍;王睿;。
稀土配合物的发光原理
稀土配合物的发光原理稀土配合物是一类由稀土离子与有机配体形成的化合物。
它们在化学、物理、材料科学等领域中具有广泛的应用，其中最引人注目的是它们在发光领域中的应用。
稀土配合物不仅被用作荧光材料以增强光的亮度和色彩，还被应用于光电器件和生物成像中。
要了解稀土配合物的发光原理，首先需要理解稀土离子的能级结构和能量跃迁过程。
稀土离子的能级结构与一般的过渡金属离子有所不同。
在稀土系列中，由于电子的内层排布方式，稀土离子在外层电子排布上与其他元素有明显差异。
稀土离子的电子配置使其有多个能级，这些能级之间的距离较小，从而导致稀土配合物在可见光区域和近红外区域发射光。
稀土配合物发光的过程可以分为两个步骤：激发和自发发射。
首先是激发步骤。
当稀土配合物暴露在外部光源下时，其能级结构中的电子可以通过吸收光子的能量而被激发到高能级。
只有当光子的能量与稀土离子能级之间的能量差相等或接近时，才能有效地激发电子。
因此，外部光源的波长对于激发电子起到关键作用。
常见的激发光源包括紫外线灯、激光器和白炽灯等。
其次是自发发射步骤。
在激发过程中，被激发到高能级的电子会在极短的时间内回到其最稳定的、低能级状态。
这个过程中，电子会释放出能量，部分能量以光的形式发射出来。
这就是稀土配合物所发出的荧光或磷光。
不同的稀土元素具有不同的电子能级，因此具有不同的发光波长和颜色。
稀土配合物发光的机理主要包括基态吸收-激发态发射、电荷转移过程和能量转移过程。
首先，基态吸收-激发态发射是最常见的发光机制。
当稀土配合物吸收光能时，电子从基态吸收到激发态，然后自发地返回基态并发射荧光或磷光。
这种机制广泛应用于许多稀土配合物中，如氧化物、硝酸盐和有机配合物等。
其次，电荷转移过程也是一种重要的发光机制。
在某些配合物中，有机配体与稀土离子之间发生电子转移，将电子从有机配体转移到稀土离子上。
这种电荷转移过程在有效的配位环境下可以实现，从而激发稀土离子发射光。
最后，能量转移过程也可以导致稀土配合物发光。
稀土配合物发光与材料
与金属离子配位的水分子、溶剂分子会削弱稀 土金属配合物的发光性能。
测定配合物的溶液荧光时要避免使用配位能力 较强的溶剂，以免溶剂分子取代原有配体。
如果加入与稀土金属离子配位能力更强的较大配体或 螯合配体以取代水分子或溶剂分子，发光性能将增强。
所以对于稀土离子，常采用2种或2种以上的 配体形成三元或多元配合物。
630nm, 645 ～ 670nm, 685 ～ 725nm
10000 8000
5D 7F
0
0
5D 7F
0
2
Relative Intensity/a.u.
6000 4000
17200
17225
17250
17275
Wavenumber/cm-1
5D 7F
0
1
2000
5D 7F
0
4
0 14000
14500
稀土配合物发光 与材料
发光：当分子或固体材料从外界接收一定 的能量之后，发射出一定波长和能量的光的 现象。
常见的几种发光类型
发光类型 光致发光 电致发光 阴极发光 摩擦发光 化学发光 生物发光 X-射线发光 声致发光 热致发光 溶剂发光
激发源 光子 电场 电子流 机械能 化学反应能 生物化学反应能 X-射线 超声波 热能 光子
应用 等离子体显示器 发光二极管，电致发光显示器 彩色电视机，监测器材
分析化学
X-射线放大器
检测器
1 光致发光
金属离子发光配合物中的金属离子多为稀土 金属离子。 稀土离子荧光寿命：～ms。 Sm(6.26), Eu(9.67), Tb(9.02), Dy(1.85) 磷光：寿命长。
稀土配合物的发光机理
发光稀土配合物mine
发光稀土配合物Eu(phen)2 (NO3)3的制备一、实验要求（一）学习Ln(phen)2(NO3)3的制备原理和方法（二）观察配合物的发光现象（三）了解Eu(Ⅲ)配合物发光的基本原理二、实验原理（一）发光配合物Eu(phen)2·(NO3)3的制备原理稀土离子为典型的硬酸，根据硬软酸碱理论硬－硬相亲原则，它们易跟含氧或氮等配位原子的硬碱配位体络合。
稀土配合物的合成可采用的方法有：1、稀土盐（REX3）在溶剂(S)中与配体(L)直接反应或氧化物与酸直接反应：REX3+nL＋mS——REX3.nL.mSREX3+nL——REX3.nLRE2O3+2H n L——2H n－3REL.＋3H2O2、交换反应：利用配位能力强的配体L’或螯合剂Ch’取代配位能力弱的L、X或螯合剂Ch。
REX3+M n L—REL-(n-3)+M n X n-3REX3.nL +mL’—REX3.mL’+nL也可利用稀土离子取代铵、碱金属或碱土金属离子。
MCh2-＋RE3+――RECh＋M+ 其中M+=Li＋、Na＋、K＋、NH4＋等。
3、模板反应：配体原料在与金属形成配合物的过程中形成配体。
如，稀土酞菁配合物的合成。
稀土的硝酸盐、硫氰酸盐、醋酸盐或氯化物与邻菲咯啉按方法1作用时，都可得到RE：phen＝1：2的化合物。
本实验中，起始原料Eu2O3、Tb3O4与HNO3反应完全蒸干后得到Ln(NO3)3.nH2O（Ln=Eu、Tb，n=5或6）后，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：Ln(NO3)3·nH2O＋2phen→Ln(phen)2·(NO3)3＋nH2O产物为白色，紫外灯下发出红色荧光。
（二）配合物Ln(phen)2·(NO3)3的发光机理首先，配位体phen有效地以吸收紫外光的能量，电子从其基态跃迁到激发态（过程1）；由于三价稀土离子Ln（Ⅲ）以配位键与phen相连，三价稀土离子的激发态与phen的激发态能量相匹配，处于激发态的phen通过非辐射跃迁的方式将能量传递给Ln（Ⅲ）离子激发态（过程2）；最后电子从Ln（Ⅲ）离子激发态回到基态，将能量以光子的形式放出（过程3），这就是我们所能看到的发光。
稀土有机配合物发光及光声光谱研究方法
稀土有机配合物发光及光声光谱研究方法在过去几十年中，随着人类对于稀土有机配合物的研究和应用日益增加，人们越来越关注这些物质的光声光谱性质。
由于稀土有机配合物可以作为活性组分，对多种电子、光学和光声特性影响，因此综合性研究其发光和声光谱特性就显得尤为重要。
稀土有机配合物是指将稀土元素以分子形式与有机分子连接而形成的结构。
稀土有机配合物的结构复杂、结构配位性强，具有较强的发光性能。
稀土有机配合物分子由稀土中心与有机结合物组成，而光声光谱研究是该物质的最重要的性质之一，为研究稀土有机配合物的光学性质和结构提供了有效信息。
稀土有机配合物通常可以采用多种发光技术及光声光谱研究方法，如电子发射光谱（EELS）、荧光光谱（FP）、Raman光谱和Raman 光栅（RGS）。
这些技术为人们提供了对稀土有机配合物的研究手段，可以从结构、功能、性质、电子能、激发态及光学活性方面深入揭示稀土有机配合物的特性。
EELS是一种灵敏的分子结构表征技术，可用来获取稀土有机配合物的结构信息，它可以由电子共振的状态转变或电子转移而产生发射谱，从而反映到稀土有机配合物的电子和原子结构。
EELS还可以获取稀土有机配合物分子中电子层结构和结合能的信息，从而检测其稳定性。
另一方面，Raman光谱可以用来研究稀土有机配合物的分子骨架结构、振动频率、多重激发态和六边形结构。
由于Raman光谱主要受振动模态的影响，具有优越的灵敏度，可以高效识别稀土有机配合物的结构特征，从而反映稀土有机配合物的结构特性。
Raman光栅（RGS）也可以用来检测稀土有机配合物，不仅可以用于分析非晶态材料，而且可以模拟金属/有机介质界面层行为，可以较好地反映稀土有机配合物的光声特性和结构变化。
荧光光谱（FP）法可用来研究稀土有机配合物的光学特性，它可以通过测量激发光谱和放射光谱来反映分子结构，可以提供稀土有机配合物电子能量谱的基本信息，用以描述该分子结构的功能性和发光性质。
光致发光稀土有机配合物材料的研究进展及应用
第34卷第6期2006年6月化工新型材料N EW CH EMICAL MA TERIAL S Vol 134No 16・1・基金项目:国家自然科学基金(20576003),北京市自然科学基金资助项目(2062009)作者简介:张泉平(1981-),男,硕士研究生孙家跃(1955-),男,博士,教授。
研究方向:光电功能材料。
综述与专论光致发光稀土有机配合物材料的研究进展及应用张泉平 杜海燕 孙家跃3 肖 阳(北京工商大学化学与环境工程学院,北京100037)摘 要 综述了光致发光稀土有机配合物的发光特性、有机配体研究、共荧光效应以及相关的发展情况,针对光致发光稀土有机配合物发光材料在分析化学、生物、医药、科研实践等中的不同实际应用进行了综合性的评述,对它的发展前景作出了良好的展望。
关键词 稀土,有机配合物,光致发光,共荧光效应,应用R esearch and application of photoluminescent organicrare earth complex materialZhang Quanping Du Haiyan Sun Jiayue Xiao Yang(Beijing Technology and Business University Applied Chemistry ,Beijing 100037)Abstract In the article ,it ’was introduced luminant characteristics ,organic complexant ,co 2fluorescence effectand development of the photoluminescent organic rare earth complex.It ’s also illustrated the practical application in a 2nalysis chemistry ,biology ,medicine and scientific research practice for the different types of the photoluminescent or 2ganic rare earth complex.In the end ,this new f unctional material will have a wonderf ul prospect.K ey w ords rare earth ,organic complex ,photoluminescence ,co 2fluorescence effect ,application 光致发光稀土有机配合物荧光材料(Photolu 2minescent Organic Rare eart h Complex )作为无机发光、有机发光研究的交叉学科,有着十分重要的理论研究意义和实际应用价值。
稀土配合物发光材料
稀土配合物发光材料摘要：本文首先介绍了稀土离子具有优良的光学、电学和磁学性质，尤其发光性能受到人们的广泛关注。
接着讲述了稀土光致发光配合物的研究进展，阐述了稀土配合物光致发光的基本原理。
在此基础上讨论了稀土配合物光致发光性能影响因素。
考虑到稀土荧光配合物的寿命短，寻找合适的配体通过天线效应制备稳定长寿命，这是未来发展的趋势。
然后介绍了稀土光致发光配合物在很多领域的应用。
为了让读者更好的理解稀土光致发光配合物，我们讲述了稀土铕和铽配合物电致发光的研究进展。
关键词：稀土离子，光致发光，配体，天线效应，稀土铕和铽配合物1.前言稀土离子作为一类特殊的无机离子具有优良的光学、电学和磁学性质，因此研究稀土配位化合物就显得尤为重要。
在这些性质中，稀土配合物的发光性能一直受到人们的广泛研究，并且目前在发光分子器件、荧光探针、电致发光器件等应用方面已成为人们关注的热点。
研究表明：配体向稀土离子的能量传递是实现稀土配合物发光的关键。
而多足配体具有合成简单、结构可调和共轭敏化基团可换等优点，便于调整配体的功能基团以实现配合物更好的荧光性质。
本综述报道了稀土光致发光配合物的发光原理、影响因素、研究进展及应用。
当分子或固体材料从外界接受一定的能量(外部刺激)之后，发射出一定波长和能量的现象称之为发光。
根据外部刺激(激发源)的方式可以把发光分为光致发光、电致发光、阴极发光、摩擦发光等。
下面我们将主要介绍研究较多的稀土有机配合物的光致发光。
从发光原理来讲，无论是何种外界刺激都是使分子从基态激发到激发态，而这种激发态不是一种稳定的状态，需要通过某种途径释放出多余的能量后回到稳定的基态，如果这个释放能量的途径是以辐射光子的形式来实现的就会产生发光现象。
2.稀土光致发光配合物的研究进展稀土配合物的光致发光现象早在上世纪40-50年代就已陆续地被观察到了，1942年，Weissmantl首先发现不同的β-二酮类铕(Ⅲ)配合物吸收紫外光后，出现了铕(Ⅲ)离子的特征线状发射。
稀土配合物发光的类型概述
稀土配合物发光的类型概述稀土配位化合物的研究是稀土化学中最活跃的前沿领域之一。
稀土发光配合物是一类具有独特性能的发光材料。
发光现象当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等的激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总要回复到原来的平衡状态。
在这个过程中，一部分能量会通过光或热的形式释放出来。
如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就称为发光现象。
这种能量的发射过程具有一定的持续时间。
对于发光现象的研究，从对它的光谱的研究(斯托克斯定则，1852年)开始，直到“发光”这一概念的提出(C H．魏德曼，1888年)，人们只注意到了发光同热辐射之间的区别。
1936年，CH．瓦维洛夫引入了发光期间这一概念(即余辉)，并以此作为发元现象的另一个王要的判据，至此发光才有了确切的定义。
发光现象的两个主要的特征是：任何物体在一定温度下都有热辐射，发光是物体吸收外来能量后所发出的总辐射中超出热辐射的部分。
当外界激发源对物体的作用停止后，发光现象还会持续一定的时间，称为余辉。
历史上人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程：把物质在受激发时的发光称为荧光，而把激发停止后的发光称为磷光。
一般常以持续时间10-8s 为分界，持续时间短于10-8s的发光被称为荧光，而把持续时间长于10-8s的发光称为磷光。
现在，除了习惯上还保留和沿用这两个名词外，已不再用荧光和磷光来区分发光过程。
因为任何形式的发光都以余辉的形式来显现其衰减过程，而衰减时间可以极短(＜10-8s)，也可能很长(十几小时或更长)。
发光现象有着持续时间的事实，说明物质在接受激发能量和产生发光的过程中，存在着一系列的中间状态。
发光类型1.对于各种发光现象，可按其被激发的方式进行分类：光致发光、电致发光、阴极射线发光、x射线及高能粒子发光、化学发光和生物发光等。
(1)光致发光。
光致发光是用光激发发光体引起的发光现象。
它大致经过吸收、能量传递及光发射三个阶段。
光致发光稀土配合物的合成、荧光性能及理论研究
希望通过不断的研究和探索，能够为这些问题找到更好的答案，推动光致发光 稀土配合物在相关领域的应用发展。
谢谢观看
分子结构及组成
光致发光稀土配合物通常是由稀土离子与有机配体通过配位键合成的。其中， 稀土离子具有丰富的能级和稳定的物理化学性质，是配合物发光的核心。有机 配体则通常具有电子授受性质，可以传递电子，使配合物在激发状态下实现电 子转移和能量传递。
分子结构中，稀土离子通常位于配体的中心，周围由配体提供的电子云所包围， 形成稳定的配位环境。配体的设计和选择对配合物的荧光性能具有重要影响， 不同的配体可能使配合物具有不同的能级和发光颜色。此外，配合物中可能还 存在其他类型的键合方式，如氢键、疏水相互作用等，这些键合方式可能对配 合物的聚集态结构和荧光性能产生影响。
理论研究
除了实验研究外，理论研究也是光致发光稀土配合物的重要研究方向。利用理 论计算方法，可以对配合物的能级结构、电子云分布、电荷转移等性质进行深 入研究，揭示其发光机理和能量传递机制。这些理论研究结果不仅可以为实验 研究提供指导，还可以为新型光致发光稀土配合物的设计和合成提供理论依据。
结论
光致发光稀土配合物作为一类具有重要应用前景的化合物，其合成、荧光性能 及理论研究一直是稀土化学和材料科学领域的热点。虽然前人已经在这些方面 取得了重要进展，但仍存在一些问题和挑战。例如，如何进一步提高配合物的 发光效率和稳定性，如何设计和合成具有独特性能的新型光致发光稀土配合物， 以及如何更深入地理解其发光机理和能量传递机制等。
在合成工艺参数方面，主要包括反应温度、反应时间、溶剂种类和浓度等。这 些参数对配合物的合成和发光性能具有重要影响。例如，提高反应温度有助于 提高配合物的发光强度，但过高温度可能导致配合物分解。反应时间也是影响 配合物发光性能的重要因素，过长或过短的时间都会对配合物的质量产生不利 影响。溶剂种类和浓度则直接影响配合物的溶解性和结晶性，进而影响其发光 性能。
稀土配合物的发光原理
稀土配合物的发光原理
稀土配合物的发光原理主要基于4f电子的跃迁。
具有未充满4f壳层的稀土原子或离子拥有大约30000条可观察到的谱线，这些谱线可以发射从紫外光、可见光到近红外光区的各种波长的电磁辐射。
由于稀土原子具有5s5p 轨道的屏蔽作用，内部4f电子的跃迁几乎不受外部环境的影响，使得其发射谱带窄、色纯度高。
在稀土配合物的发光过程中，配体受到激发后产生的单重激发态激子经系间窜越跨越到三重激发态激子，然后三重激发态激子的能量传递给稀土离子，进而稀土离子辐射发光。
稀土配合物的发光可利用单重态和三重态激子的能量，理论上可以实现100%的量子效率，因而稀土配合物被视为理想的发光材料。
以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅化学专业书籍或咨询相关化学专家。
稀土配合物中配体对其发光性能的影响
Any more information
please give some questions
具体例子
罗丹明B，乙醇中Φ=54%
罗丹明101，乙醇中Φ=92% Nhomakorabea酚酞，几乎不发生荧光，多个 内旋转自由度，能量耗散
荧光素，引入氧桥，刚性有了很大程度 的提高，有效抑制了内旋转的发生，提 高荧光效率
目前主要应用领域
⑴光源：日光灯 高压汞灯 黑光灯 固体光源 ⑵显示：数字符号显示 发光二极管（ LED) 平板图像显示 OLED ⑶显像：黑白电视 彩色电视 飞点扫描 X射线成像 ⑷探测：闪烁晶体 ⑸激光：固体激光材料 玻璃激光材料 化学计量激光 液体激 光 气体激光
研讨课
之
稀土发光材料
——稀土配合物中配体对其发光性能的影响
发光材料
能够以某种方式吸收能量，将其转化成光辐射（非平衡辐射）物质叫做发光材料。
分类：
1.按吸收能量方式来分:光致发光、电致发光、热释发光、阴极射线发光、辐射发光等
2.按发光材料种类来分:有机发光材料 (具有特定结构的共轭体系) 无机发光材料（镧系元素、类汞离子、部分过渡金属组成的无机盐） 配合物或配位聚合物发光材料 3.其他分类方式...
，限域效应
6.激基复合物的形成 相邻共轭结构的连接体之间或连接体与客体分子之 间的π→π相互作用可产生激基复合物，产生无特征辐射的宽带发射
Question： 如何提高稀土配合物的发光性能
M+hv
M
hν
M*
M+△H M
通过选择合适的有机配体，减少非辐射过程。比如在分子 中引入桥键，以阻止激发态分子以旋转的方式损耗能量。
主要内容
1 中心稀土离子
稀土有机配合物发光及光声光谱研究方法
稀土有机配合物发光及光声光谱研究方法近些年来，稀土有机配合物（Rare Earth Organic Compounds, REOCs）作为一种新型的复合材料，在科学和技术领域受到了广泛的关注。
稀土有机配合物具有特殊的光、磁、电和热性能，因此具有重要的应用前景，如荧光探测器、电致发光器件、功能材料等。
因此，研究和理解稀土有机配合物的发光性能和机理十分重要。
发光及光声光谱技术是一种重要的分析技术，为了研究稀土有机配合物的发光性能和机理，提供了理论和实验的基础和支持。
一般来说，发光及光声光谱是指稀土有机配合物发出的光在不同波长范围内的强度分布，这种分布的特点和空间结构有关。
发光及光声光谱技术也具有检测分子结构和活性中心的特点。
发光及光声光谱技术的研究主要集中在以下几类技术：（1）发射光谱技术。
发射光谱是在稀土有机配合物样品被外部刺激后，其被激发释放出的发射光谱。
它们能够提供样品中各种元素和活性中心的相关信息，例如发射波长及发射强度等。
（2）激发源光谱技术。
激发源光谱是指在激发源的作用下，样品的外部刺激的发光特性。
它可以用来检测分子的结构和活性中心，并且可以用来解释样品的发射光谱特性。
（3）反射光谱技术。
反射光谱是指样品受到外部刺激后，发射出的反射光谱。
它们可以帮助我们更清楚地了解样品的结构和活性中心，从而获取更多的发射光谱信息。
（4）荧光技术。
荧光技术是指样品受到外部刺激后，发射出的荧光特性。
它可以用来检测样品中各种元素的存在情况，并且可以用来测定样品的活性中心的位置和强度。
上述发光及光声光谱技术在研究稀土有机配合物的发光性能和机理方面有着重要的应用。
首先，发射光谱和激发源光谱可以用来探测样品中不同活性中心的存在，并且可以用来测定样品的发射强度。
另外，反射光谱可以帮助我们更清楚地了解样品的结构和活性中心，从而获取更多的发射光谱信息。
最后，荧光技术可以测定样品中各种元素的存在，并且可以用来测定样品的活性中心的位置和强度。
稀土配合物在荧光识别和近红外发光的应用
稀土配合物在荧光识别和近红外发光的应
用
稀土配合物在荧光识别和近红外发光方面的应用在最近几年取得了长足的进步，它们成为荧光探针和近红外探针的最佳选择。
稀土配合物具有优异的荧光性能，具有高荧光强度、高荧光稳定性、宽荧光谱和高量程等优点。
此外，这些特性也使它们可以用作近红外发光探针，从而满足多种应用需求。
稀土配合物在荧光识别方面的应用十分广泛，它们可以用来检测和识别各种物质，例如细胞、组织、蛋白质、小分子和金属离子等。
这些物质在不同条件下发出不同的荧光信号，可以用来精确检测和识别这些物质，从而实现高灵敏性和高准确性的检测。
此外，这种技术还可以用来检测复杂的环境中的污染物，从而提供准确的检测结果。
稀土配合物在近红外发光方面也具有广泛的应用前景，它们可以用来检测和识别有机物质、金属离子和小分子等。
它们的近红外发光特性可以用来精确检测和识别这些物质，从而实现精准的检测。
此外，这种近红外发光技术也可以用来检测复杂的环境中的有毒物质，从而提供准确的检测结果。
总之，稀土配合物在荧光识别和近红外发光方面具有广泛的应用前景，可以用来精确检测和识别各种物质，从而实现准确的检测和识
别。
稀土钐配合物发光材料的研究
稀土钐配合物发光材料的研究稀土钐配合物发光材料的研究引言：随着光电子技术的快速发展，人们对高性能发光材料的需求日益增加。
稀土钐配合物作为一种重要的发光材料，在光电子器件、激光器、LED照明等领域得到了广泛的应用。
本文将对稀土钐配合物发光材料的研究进行综述，包括其发光机制、制备方法以及应用前景。
一、稀土钐配合物的发光机制稀土钐配合物的发光主要源于钐离子在激发能量作用下的发射过程。
当稀土钐配合物受到激发能量的激发时，内部的钐离子会跃迁至高能级，然后再返回低能级时会辐射处于可见光范围内的光子，从而实现发光效果。
其中，稀土钐配合物的结构和化学组成对其发光性能有着重要影响。
通过调控配体的结构和钐离子的配位环境，可以优化钐离子的能级结构，提高发光效率和色纯度。
二、稀土钐配合物的制备方法稀土钐配合物的制备主要依赖于合成化学和材料化学的方法。
常见的制备方法包括水热法、溶胶凝胶法、热法和溶液法等。
其中，水热法是一种常用且简便的制备方法。
通过在高温高压水的条件下反应，可以得到颗粒均匀、纯度高的稀土钐配合物。
溶胶凝胶法是一种通过控制溶胶和凝胶的形成过程来制备材料的方法，能够实现对材料形貌和晶体结构的精确控制。
热法和溶液法则更适用于大批量材料的合成。
三、稀土钐配合物的应用前景稀土钐配合物具有发光效率高、发光色纯度好、发光色温可调等优点，因此在光电子器件、激光器、LED照明等领域具有广阔的应用前景。
在光电子器件中，稀土钐配合物可以用于制作荧光显示屏、荧光探针和传感器。
在激光器中，稀土钐配合物可以用作激发材料，通过激光激发产生高能量激光。
在LED照明领域，稀土钐配合物可以用于制备高效能的白光LED。
然而，目前稀土钐配合物发光材料在制备过程中还存在一些挑战和问题，例如合成方法复杂、制备成本高、发光效率低等。
因此，未来的研究需要在改进制备方法的同时，进一步探究稀土钐配合物的内部发光机制，以提高发光效率并完善其性能。
结论：稀土钐配合物作为一种重要的发光材料，在光电子技术领域具有广阔的应用前景。
稀土配合物的制备和光致发光性能测定(精)
稀土配合物的制备和光致发光性能测定一、实验目的1.了解稀土元素的基本知识，了解光致发光的基本原理。
2. 熟悉荧光光谱仪的结构、原理和应用。
3. 掌握稀土盐的制备方法，掌握稀土配合物的制备方法。
二、基本知识简介稀土元素在元素周期表中主要包括从57－71号的15种元素（La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu），也包括21号Sc和39号Y元素。
对于前面15种元素来说，都含有4f轨道，具有镧系收缩现象。
稀土离子因为存在着4f轨道，所以能级结构非常复杂，有些能级之间的跃迁就会产生发光现象。
单独的稀土离子一般来说很难发出较强的光，通常都是稀土离子与有机配体首先形成稀土配合物。
然后在光照或者通电流的情况下，能量通过配体吸收，然后传递给稀土离子，稀土离子能级从激发态跃迁回基态的时候会产生发光现象。
本实验主要研究的内容是在光照情况下产生发光的，称之为光致发光。
三、实验原理本实验所采用的两种稀土元素是Tb（鋱）和Eu（铕），因为这两种稀土离子所形成的稀土配合物发光亮度比较强，容易观察到。
对于稀土Tb的配合物来说，在受到紫外光激发时，一般都是发绿色光。
对于稀土Eu的配合物来说，在受到紫外光激发时，一般都是发红色光。
稀土Tb配合物的发射峰一般可观察到4个，分别在491nm，546nm，586nm和622nm附近。
稀土Eu配合物的发射峰一般也可观察到四个，分别在579nm，592nm，612nm和650nm附近，除了在一定波长激发所产生的发射光谱之外，还有一种光谱，通过监测某一种发射波长，观察所有波长的激发光对于这一种被监测的发射波长强度的贡献程度，这种光谱叫做激发光谱。
典型的激发光谱如图1所示。
wavelength(nm)Fig. 1. Typical excitation spectra of RE complexes四、仪器和药品氧化铕（Eu2O3）和氧化鋱（Tb4O7），纯度均为99.99%。
稀土配合物发光的类型概述(精)
稀土配合物发光的类型概述稀土配位化合物的研究是稀土化学中最活跃的前沿领域之一。
稀土发光配合物是一类具有独特性能的发光材料。
发光现象当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等的激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总要回复到原来的平衡状态。
在这个过程中，一部分能量会通过光或热的形式释放出来。
如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就称为发光现象。
这种能量的发射过程具有一定的持续时间。
对于发光现象的研究，从对它的光谱的研究(斯托克斯定则，1852年)开始，直到“发光”这一概念的提出(C H．魏德曼，1888年)，人们只注意到了发光同热辐射之间的区别。
1936年，CH．瓦维洛夫引入了发光期间这一概念(即余辉)，并以此作为发元现象的另一个王要的判据，至此发光才有了确切的定义。
发光现象的两个主要的特征是：任何物体在一定温度下都有热辐射，发光是物体吸收外来能量后所发出的总辐射中超出热辐射的部分。
当外界激发源对物体的作用停止后，发光现象还会持续一定的时间，称为余辉。
历史上人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程：把物质在受激发时的发光称为荧光，而把激发停止后的发光称为磷光。
一般常以持续时间10-8s为分界，持续时间短于——108s的发光被称为荧光，而把持续时间长于108s的发光称为磷光。
现在，除了习惯上还保留和沿用这两个名词外，已不再用荧光和磷光来区分发光过程。
因为任何形式的发光都以—余辉的形式来显现其衰减过程，而衰减时间可以极短(＜108s)，也可能很长(十几小时或更长)。
发光现象有着持续时间的事实，说明物质在接受激发能量和产生发光的过程中，存在着一系列的中间状态。
发光类型1. 对于各种发光现象，可按其被激发的方式进行分类：光致发光、电致发光、阴极射线发光、x射线及高能粒子发光、化学发光和生物发光等。
(1)光致发光。
光致发光是用光激发发光体引起的发光现象。
它大致经过吸收、能量传递及光发射三个阶段。
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发光稀土配合物Eu(phen)2 (NO3)3
的制备
一、实验要求
（一）学习Ln(phen)2(NO3)3的制备原理和方法
（二）观察配合物的发光现象
（三）了解Eu(Ⅲ)配合物发光的基本原理
二、实验原理
（一）发光配合物Eu(phen)2·(NO3)3的制备原理
稀土离子为典型的硬酸，根据硬软酸碱理论硬－硬相亲原则，它们易跟含氧或氮等配位原子的硬碱配位体络合。
稀土配合物的合成可采用的方法有：
1、稀土盐（REX3）在溶剂(S)中与配体(L)直接反应或氧化物与酸直接反应：
REX3+nL＋mS——REX3.nL.mS
REX3+nL——REX3.nL
RE2O3+2H n L——2H n－3REL.＋3H2O
2、交换反应：利用配位能力强的配体L’或螯合剂Ch’取代配位能力弱的L、X或螯合剂Ch。
REX3+M n L—REL-(n-3)+M n X n-3
REX3.nL +mL’—REX3.mL’+nL
也可利用稀土离子取代铵、碱金属或碱土金属离子。
MCh2-＋RE3+――RECh＋M+ 其中M+=Li＋、Na＋、K＋、NH4＋等。
3、模板反应：配体原料在与金属形成配合物的过程中形成配体。
如，稀土酞菁配合物
的合成。
稀土的硝酸盐、硫氰酸盐、醋酸盐或氯化物与邻菲咯啉按方法1作用时，都可得到RE：phen＝1：2的化合物。
本实验中，起始原料Eu2O3、Tb3O4与HNO3反应完全蒸干后得到Ln(NO3)3.nH2O（Ln=Eu、Tb，n=5或6）后，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：Ln(NO3)3·nH2O＋2phen→Ln(phen)2·(NO3)3＋nH2O
产物为白色，紫外灯下发出红色荧光。
（二）配合物Ln(phen)2·(NO3)3的发光机理
首先，配位体phen有效地以吸收紫外光的能量，电子从其基态跃迁到激发态（过程1）；由于三价稀土离子Ln（Ⅲ）以配位键与phen相连，三价稀土离子的激发态与phen的激发态能量相匹配，处于激发态的phen通过非辐射跃迁的方式将能量传递给Ln（Ⅲ）离子激发态（过程2）；最后电子从Ln（Ⅲ）离子激发态回到基态，将能量以光子的形式放出（过程3），这就是我们所能看到的发光。
在整个过程中，配体phen能有效地吸收能量并有效地将能量传递给中心Ln（Ⅲ）离子，这对于增强Ln（Ⅲ）离子的发光是十分重要的，人们把发光配合物中配体的这种作用比喻为―天线效应‖。
三、实验仪器和试剂
1、仪器：分析天平、蒸发皿、烧杯（50ml、10ml）、恒温水浴锅、小漏斗、表面皿、玻璃
棒、抽滤瓶、布氏漏斗、红外灯、紫外灯。
2、试剂：固体Eu2O3(99.99%)、Tb3O4(99.99%)、1，10－邻菲咯啉（phen）（A.R.）、HNO3
（体积比1：1）、无水乙醇（A.R.）。
四、实验步骤
（一）Eu(phen)2·(NO3)3制备
1、固体Eu2O3的溶解：称取固体Eu2O30.500mmol（0.1760g）于50mL烧杯中（十倍于书中，为了扩大其荧光现象，使易于观察）。
在搅拌下，加入2.2ml的HNO3溶液（体积比1：1）使其溶解。
为加快溶解速度，在恒温槽上进行60～70℃水浴上加热。
两三分钟后得到澄清透明溶液，无不溶物的出现。
2、Eu(NO3)3·nH2O溶液的制备：将溶液转移至蒸发皿中，水浴加热，将溶液蒸发至干（约需30min），得固体Eu(NO3)3·nH2O (n=5或6)。
将固体置于紫外灯下，可以观察到硝酸铕发出的微弱红光。
加入3mL无水乙醇使固体溶解，得反应液A。
以上两步均需在通风橱中进行。
3、phen溶液的制备：在10mL烧杯中称取固体phen0.10mmol（0.1980g），加入5mL无水乙醇使其溶解。
若有不溶物则过滤除去，并用1～2mL无水乙醇淋洗滤纸，得反应液B。
4、产物Eu(phen)2·(NO3)3的制备：在搅拌下，将A慢慢加入到B中，观察到有白色沉淀生成，此沉淀即为产物Eu(phen)2·(NO3)3。
为使反应充分进行，继续搅拌1～2 min。
抽滤分离出固体产物。
以每次1mL无水乙醇洗涤产物两次后，将产物转入表面皿中，红外灯下烘干。
得到干燥的白色固体。
5、将烘干的产物放入一个小袋中存放，并带去进行荧光光谱扫描。
收拾仪器。
五、结果与讨论
1、反应液A加入到B中时，很快生成目的产物Eu(phen)2(NO3)3，说明此类形成配合物的反应容易进行。
类似的Eu2(SO4)3·8H2O、EuCl3·6H2O等铕的盐类均可以直接与phen反应得到相应的配合物。
2、为使发光现象更明显，紫外灯照样品时，需用纸板等物挡住日光对样品的照射。
紫外灯可用普通坐式验钞紫外灯代替。
3、铕配合物的荧光光谱
实验中配合物荧光扫描图谱如下:
在配合物激发光谱中，在紫外区出现了一个峰。
这个激发峰是配体phen的π−π*跃迁产生的。
我们取该激发峰波长所对应能量激发样品，所得发射光谱为图中的b曲线。
在监测范围内，配合物的发射光谱中出现的是三价稀土铕离子的特征发射峰，这说明配体phen吸收能量后，将能量有效地传递给了中心Eu3+离子。
我们将发射光谱数据及指认列于表中。
Eu(phen)2·(NO3)3发射光谱数据及指认
峰位波长/nm 相对强度指认
597.0 弱5D0–7F1
618.6 极强5D0–7F2
688.6 弱5D0–7F3
793.0 弱5D0–7F4
配合物以618.6 nm发射（5D0–7F2跃迁）为主，该波长光为红光，因此配合物发红光。
由配合物的发光现象和荧光光谱可见，将含有共轭体系的配体phen引入Eu3+离子的配位壳层后，配体phen通过π−π*跃迁有效地吸收紫外光，并有效地将能量传递给中心Eu3+离子，使Eu3+离子的发光大大增强。
配体phen在配合物的发光过程中很好地起到了能量吸收和传递的―天线‖作用。
六、思考题
1、溶解Eu2O3时，为什么不宜加入过多的HNO3溶液？
答：溶解Eu2O3时加入过多的硝酸溶液，会使得在蒸发时硝酸分解产生NO2，从而部分挥发出污染环境，部分溶解在溶液中，即便蒸干产品也略带黄色，可能会干扰荧光的测定。
2、为什么要将稀土的硝酸盐溶液蒸干？
答：为得到晶体Eu（NO3）3·nH2O（n=5或6），放到紫外灯下的微弱红光，从而方便与Eu（phen）2（NO3）3进行荧光对比。
3、本实验中有哪些操作是用以保证产物纯度的？
答：溶解Eu2O3和phen过程中，若有不溶物进行过滤操作；
抽滤分离Eu（phen）2（NO3）3时，用无水乙醇去洗涤产物两次。
4、本实验中使用非水溶剂的优点有哪些？
答：溶解phen时，使用无水乙醇可以增大溶解度；
乙醇易挥发，从而得到干燥的晶体；
乙醇的极性较水小，得到的Eu（phen）2（NO3）3更稳定。