稀土发光配合物
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。
稀土发光材料的分类
稀土发光材料的分类
1. 有机稀土发光材料，哎呀，这就好比是夜空中闪烁的星星！想想那些会发光的玩具，很多就是用了有机稀土发光材料呀。
像我们常见的荧光棒。
2. 无机稀土发光材料，嘿，这不就是科技界的小明星嘛！你看那些漂亮的节能灯，里面不就有它的身影嘛，比如稀土荧光灯。
3. 稀土掺杂发光材料，哇塞，这就像是给材料注入了神奇的魔法！好比给蛋糕加上了最漂亮的装饰，能让材料焕发出独特的光彩。
像一些特殊的防伪标志就是用的稀土掺杂发光材料呢。
4. 稀土配合物发光材料，嘿呀，这可真是个神奇的存在！就像是一场完美的团队合作，产生让人惊叹的效果。
比如在一些生物检测中就会用到它哦。
5. 纳米稀土发光材料，哎呀呀，这可是材料世界里的小精灵呀！就好像是微观世界里的璀璨宝石。
像一些高级的显示屏幕中就有纳米稀土发光材料在发挥作用。
6. 固态稀土发光材料，哇哦，这可是不折不扣的实力派！如同坚固的堡垒一般。
常见的一些荧光粉就是固态稀土发光材料呢。
7. 稀土上转换发光材料，嘿，这家伙可有着神奇的本领呢！就像是能把不可能变为可能，能将低能量的光转化为高能量的光。
比如在一些特殊的光通信领域就用到了它呀。
我觉得稀土发光材料真的是太神奇、太重要了，给我们的生活带来了这么多的惊喜和便利！。
稀土配合物的电致发光
发射峰在613nm，说明无机离子的介入没有影响Eu3+的发射。 利用NaEu (TTA)4作为发光材料，在掺杂浓度为5%时，器件的最大 亮度为36.7 cd/m2。
8.2.2 提高铕配合物电致发光性能
• 很多PL很好的稀土配合物没有好的EL性能。 • 原因： • 在电致发光中，除了要求稀土配合物的光致发光性质外 ，还有其他要求：
在稀土化合物中涉及稀土元素本身的跃迁都是和自 由离子相似的线状光谱——这是原子（离子）能级间跃 迁的典型表现。
8.1.2 稀土离子的吸收及荧光光谱
在可见光区域没有吸收的稀土离子，如三价钪钇镱镥 等离子，其溶液是无色的。 4fN与4f4-N的构型的离子的水溶液具有相似的颜色。
在吸收光谱中出现的的线状光谱来源于所谓的 f-f跃迁，即相同电子组态（都是4f）而不同J状 态间的跃迁， 但是Ce3+和Yb3+都不存在线状光谱， 这是由于这两种电子构型只允许一个单一的L 值存在，所以没有4f电子组态内部跃迁的可能 性。 存在于这两种离子吸收光谱中的宽带吸收是 “构型跃迁”所产生的， 即不同电子构型间的跃迁。
镧系元素离子的f-f跃迁主要有电偶极跃 迁和磁耦极跃迁，有时还有电多极跃迁
按照经典的电偶极跃迁选律，f-f电偶极 跃迁是宇称禁阻的。
但是，在实验中常常观察到明显的跃迁， 这是由于在外场的影响下引入奇宇称项
或者是相反宇称的电子组态混入4fN组态 中，从而产生了电偶极跃迁。
8.1.3稀土配合物电致发光特点
器 件 ITO/TPD/Eu(DBN)3Bath:TPD/Eu(DBN)3Bath/Mg:Ag ， 利 用 Eu(DBN)3Bath 掺 杂 在 TPD 中 作 为 发 光 层 ， 而 Eu(DBN)3Bath作为电子传输层，同样在18V电压驱动下 ，器件亮度为820cd/m2，效率为0.4lm/W，而寿命可达 200h。
光致发光稀土配合物的合成、表征及其光学性能研究的开题报告
光致发光稀土配合物的合成、表征及其光学性能研究的开
题报告
一、研究背景
光致发光是指在光照下，物质自行发出较强的光信号的现象。
光致发光现象具有高效性、长寿命、低毒性等特点，因此在生物成像、光电显示、光学传感器等领域有着广泛的应用前景。
稀土配合物是一种具有强光致发光性质的化合物，其强烈的自发光、荧光和磷光等性质，使其在材料科学、生命科学和信息技术等领域有着广泛的应用。
二、研究目的
本研究旨在合成不同的稀土配合物，并对其进行表征和研究其光学性能，包括光致发光强度、荧光寿命等方面的性质。
通过实验研究，探索不同合成方法对稀土配合物性质的影响，为其在应用领域的开发提供理论基础。
三、研究内容
1. 合成不同稀土配合物: 采用不同的化学方法，合成出不同的稀土配合物，包括钆、铕、铽等稀土配合物。
2. 表征稀土配合物: 使用FT-IR、UV-Vis、热重分析等方法对稀土配合物进行表征，确定其结构、纯度等性质。
3. 研究其光学性能: 使用荧光光谱仪和光致发光仪等设备，研究稀土配合物在不同激发波长下的荧光强度和光致发光强度，分析其光学性能及影响因素。
四、研究进展
目前已完成样品的合成，采用FT-IR、UV-Vis、热重分析等方法对其进行了初步的表征。
下一步将进一步研究不同激发波长下的荧光强度和光致发光强度，分析其光学性能。
五、预期结果
本研究预计得到一系列具有较强光致发光性质的稀土配合物。
通过对其光学性能的研究，探究其发光机理，并分析不同合成方法对其性能的影响，为其在生物成像、光电显示等领域的应用提供理论依据。
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。
《SiO2核壳纳米银增强稀土配合物的发光研究》范文
《SiO2核壳纳米银增强稀土配合物的发光研究》篇一一、引言随着纳米科技的飞速发展，稀土配合物发光材料在照明、显示、生物医学等领域得到了广泛的应用。
为了进一步提升其性能，科研人员尝试采用各种策略对稀土配合物进行优化，其中SiO2核壳纳米银结构的应用，展现出独特的光学和物理特性。
本文将重点研究SiO2核壳纳米银增强稀土配合物的发光性能，以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、材料与方法1. 材料本实验所使用的稀土配合物、SiO2及纳米银等材料均为市售产品，并经过纯化处理。
2. 方法（1）制备SiO2核壳纳米银：采用溶胶-凝胶法结合化学还原法，制备出具有核壳结构的SiO2纳米银粒子。
（2）制备稀土配合物：将稀土元素与有机配体进行配位反应，得到稀土配合物。
（3）复合材料制备：将SiO2核壳纳米银与稀土配合物进行复合，得到复合材料。
（4）发光性能测试：采用荧光光谱仪、紫外-可见分光光度计等设备，对复合材料的发光性能进行测试。
三、实验结果与分析1. 核壳结构表征通过透射电子显微镜（TEM）观察，SiO2核壳纳米银粒子呈现出明显的核壳结构，且粒径分布均匀。
通过X射线衍射（XRD）分析，证实了核壳结构的成功制备。
2. 发光性能测试结果将SiO2核壳纳米银与稀土配合物进行复合后，发现复合材料的发光性能得到显著提高。
通过荧光光谱测试，发现复合材料在可见光区域的发光强度明显增强，且发光峰位发生蓝移。
此外，我们还发现复合材料的稳定性得到提高，具有较好的抗光漂白性能。
3. 增强机制分析SiO2核壳纳米银对稀土配合物的发光增强机制主要包括两个方面：一是纳米银的表面等离子共振效应，能够增强光的吸收和散射；二是SiO2壳层的隔离作用，能够有效防止稀土配合物与外界环境的相互作用，提高其稳定性。
此外，SiO2与稀土配合物之间的界面相互作用也可能对发光性能产生一定影响。
四、讨论本研究表明，SiO2核壳纳米银能够显著增强稀土配合物的发光性能。
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。
发光稀土配合物
实验一种发光稀土配合物Eu（phen）2▪（NO3）3的制备一、实验要求1）学习Eu（phen）2▪（NO3）3的制备原理和方法。
2）观察配合物的发光现象。
3）了解Eu（Ⅲ）配合物发光的基本原理。
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、紫外灯。
2）试剂：固体Eu2O3（99.99%）、1，10-邻啡咯啉（phen）（A.R.）、HNO3体积比（1:1）、无水乙醇（A.R.）四、实验步骤与实验现象=73.03%η=m0m2）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。
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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稀土发光配合物的研究进展稀土元素是指周期表中IIIB族元素，包括原子序数57的镧至71的镥十五个镧系元素以及原子序数21的钪与39的钇共十七个元素。
稀土具有独特的物理和化学性能，特别是具有特异的光、电、磁和催化性能，己在能源、信息、环保、农业和国防等各方面获得了重要的应用，因此，在国际上稀土被称为21世纪的新材料[1]。
深入开展稀土化学研究对稀土资源的开发和利用有着重要意义[2]。
各国纷纷投入大量的人力、物力和经费进行研究与开发，预期在近年内将不断出现新的稀土功能材料，并取得突破。
我国具有世界上最丰富的稀土资源，并具有中国特有的以钇族稀土为主的离子吸附型矿[3]。
目前，我国己成为国际上生产和出口稀土的大国，量大而价廉，具备了比其他国家更优越的物质条件来从事稀土的研究和开发应用。
稀土元素的特异性能来自于它们具有的特异电子构型[4-6]。
从镧到镥随着原子序数从57到71的增大，在内层的4f轨道中逐一填充电子。
这些4f轨道被外层完全充满的5s5p电子所屏蔽，故受外界的电场、磁场和配位场等影响较小。
稀土离子的定域化和4f电子的不完全填充都将反映在稀土化合物的性质中。
稀土发光材料具有许多优点：吸收能量的能力强，转换效率高；可发射从紫外光到红外光的光谱，特别是在可见光区有很强的发射能力；荧光寿命从纳秒到毫秒，跨越6个数量级；它们的物理化学性能稳定，能承受大功率的电子束、高能射线和强紫外光子的作用等。
今天，稀土发光材料已广泛应用于显示现像、新光源、X射线增感屏、核物理核辐射长的探测和记录、医学放射学图像的各种摄像技术中，并向其他高科技领域扩展。
另外稀土有机配合物发光是无机发光与有机发光、生物发光研究的交叉科学，有着重要的理论意义和应用研究价值[1]。
这类配合物越来越被广泛地应用于工业、农业、医药学及其他高技术产业，而这些应用研究又促进了有机化学及生命科学研究。
我国稀土资源丰富、分布广泛。
为了使其在国民经济中得到更广泛的应用，深入开展稀土有机配合物发光的研究就显得很重要了。
稀土有机配合物是众多金属有机配合物的重要的一大类，配合物（又叫络合物）是指由配位键结合的化合物。
稀土有机配合物发光体中的金属称之为中心金属离子很类似于无机发光体中的激活剂离子。
有机部分称之为配体，与发光有关的稀土有机配合物有以下划分方法[1]：（1）从有机配体种类上划分，可有二元及多元配合物；（2）从中心稀土离子数目上划分，可有单核、双核及多核配合物；（3）从配位体原子数目上划分，可有单齿、双齿及多齿配合物。
为了理解稀土有机配合物的发光性能，这里有必要对有机配体及稀土离子各自的电子跃迁类型给以简单介绍。
（1）有机配体的电子跃迁[2]它们的跃迁类型有：（1）δ→δ*跃迁，它的吸收波长短于150nm。
由于这种跃迁所需能量较高，因此δ电子不易被激发。
（2）n→π*跃迁，主要是有机化合物中杂原子上未成键p电子的电子跃迁，n→π*跃迁的吸光度较小，所以一般ε<100。
（3）π→π*跃迁，主要是指不饱和双键上π电子的跃迁。
这种跃迁在所有有机化合物中的吸光度最大，约在ε<104,这π→π*跃迁与稀土有机配合物发光研究最有关系。
（2）在稀土有机配合物发光体中，稀土离子的电子跃迁主要有[3]：（1）f-f跃迁；（2）f-d跃迁。
对于f-f跃迁，主要涉及的稀土离子有Eu3+、Tb3+、Sm3+、Dy3+、Nd3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Pr3+等。
正因为f-f跃迁的吸收强度很低，才使它们与具有吸光系数高的有机配体结合在一起，通过分子内能量传递，获得高发光效率的三价稀土有机配合物。
对f-d跃迁的稀土主要涉及Eu2+、Yb2+、Ce3+等低价态离子。
由于f-d跃迁吸收强度高，所以配合物中稀土离子发光主要产生这些低价态稀土离子本身的f-d吸收。
稀土有机配合物分子内能量传递过程几十年来一直是无数研究工作的主题。
稀土离子在紫外-可见区的吸收系数很小，但是在某些稀土配合物中，由于配体在紫外-可见区的吸收较强，并能有效地把激发态能量通过无辐射跃迁转移给中心离子的发射态，从而敏化稀土离子发光，使稀土离子有强的发射。
这种配体敏化中心离子发光的效应成为Antenna 效应[5]。
Antenna 效应即光吸收-发射过程（A-ET-E），这个过程中，以下三个因素对发光强度有贡献：1、配体吸收的强度；2、配体-金属能量转移的效率；3、金属离子发射的效应。
对于特殊的镧系离子，可以改变的因素只有1和2，即通过选择合适的配体（严格地讲，配体环境）来提高发光强度[5-7]。
1.稀土-二羧酸类配合物的发光研究[8]现以[Eu(H2O)]2[O2C(CH2)3CO2]3·4H2O和EuH[O3P(CH2)3PO3]来概括说明一下这类配合物的发光研究，由于这两种配合物的结构非常相似，大家知道结构决定性质，因此二者的发光性质也非常相似。
现对此进行一下说明。
下图为这两种配合物的结构配位图形。
其中b为[Eu(H2O)]2[O2C(CH2)3CO2]3·4H2O a为EuH[O3P(CH2)3PO3]，从配位结构图形中可以看出：（1）在a中为两个螯合的磷酸基团而b中为两个螯合的二羧酸基团。
（2）在a中为8配位的磷酸基团而在b中为9配位的二羧酸基团。
（3）a中为两个8配位的磷酸基团而在b中为一个配位的水分子和一个螯合的二羧酸基团。
这三点通过比较这两个多面体的分子间的距离和角度可以更清楚的得出。
这两个配合物的主要变化是稀土离子从8配位到9配位。
它们的荧光光谱数据可以在图2和3中看出来，从图中可以看出这两种配合物的光学性质非常象似。
从这些图中可以看出5D0→7F0-4的电子跃迁，和5D0→7F J相比，5D→7F3跃迁非常弱，在Eu(glut)中几乎看不到。
从谱图中我们可以得出一下结论：（1）观察到的从5D0→7F0在579.7和580nm两个尖锐的单峰可以证明(a).该稀土离子在晶体学位置属于C nv, C n 或C s空间对称。
(b).该配合物为一个纯净的单晶。
此外，大量的电子峰图可以看出稀土离子较低的对称性，这也和结构数据相一致。
（2）Cs的对称性造成在不同斯达克能级中间没有选择性，因此造成7FJ的能级简并度提高，并且5D0→7F J的电子跃迁光线数目和2J+1相一致。
从Fig.3中，在590-595nm之间，可以看到三条5D0→7F1狭窄的谱线，在610-622nm之间可以看到五条5D0→7F2跃迁的谱线。
在Eu[glut]可以观察到九条5D0→7F4跃迁的谱线，而在Eu[diph]中，只观察到五条5D0→7F3谱线，这和开始预测的七条不符。
虽然，稀土周围都有九个氧原子，但这两种配合物的结构并不相同，这里不再详细说明。
2. 稀土-二酮类配合物的发光研究进展β-二酮是一类高吸光系数（ε>104）的有机配体，稀土β-二酮配合物因具有迷人的激光和荧光性能一直是人们研究最多的一类发光配合物［9-10］。
配体向稀土离子传递能量的过程受共振作用机制控制的，其传递效率大小跟配体三重态π电子体系与稀土离子4f电子交换作用的强弱有关。
为此人们通过增加配体的共轭程度、刚性结构来提高稀土离子的发光效率，如对β-二酮配体R1-CO-CH2-CO-R2中的R1和R2基团进行不同的取代基设计，可大大提高配合物的发光效率。
（1）用较大的有机基团如芳香基团取代较小的R1和R2基团，形成的配合共轭体系和刚性增大，稳定性增加，这有利于提高能量传递的效率，减少稀土离子非辐射能量损失，从而提高发光效率。
（2）通过改变R1和R2的电子给与特性，如当R1为强吸电子的CF3时，则R2可选择噻吩基或萘基等强给电子基团，这样可扩展β-二酮配阴离子π电子共轭体系，增加共轭π电子的流动性，从而有利于分子内激发能传递给稀土离子。
（3）通过对配位基团的结构修饰，往往也能达到改变配合物发光性能的预期结果。
如二苯甲酰甲烷(DBM)配体的苯环邻、间、对位上引入甲氧基、羟基、硝基、卤素原子等不同电子给与特性的基团，将显著影响配合物的发光性能和激光性能。
α-取代β-二酮类化合物的光化学行为亦有报道[10]。
下面主要对2-烯丙基-1，3-二苯基-1，3-丙二酮(ADBM)及其配合物的荧光性质进行了研究。
ADBM的合成路线如下：现在对其合成的稀土配合物结构及发光性能进行分析在此结构中可以看出，稀土和该二酮的两个羰基进行配位，由于ADBM有很多双键，因此，该配体有很强的共轭能力，电子在该配合物上进行流通。
配体与稀土离子之间的分子内能量传递效率是影响稀土配合物发光性能最重要的因素，这种分子内能量传递效率主要取决于两种能量传递过程：一方面是从配体的三重态能级向稀土离子最低激发态能级的能量传递；另一方面是逆传能过程，遵循热失活机制当（1）配体的三重态能量（T1）远高于稀土离子受激态能量（△E f）时，即T1>>△E f，配体与稀土离子之间不能进行能量传递；（2）配体的三重态能量T1大于稀土离子受激态能量（△E f），且T1和△E f值相差在一定范围内，即所谓“能量匹配”时，配体与稀土离子之间能进行能量的有效传递，其配合物能发光;（3）配体的三重态能量（T1）虽然大于稀土受激态能量（△E f），但T1和△E f值相差太小时，此时配体的三重态热去活速度大于向稀土离子的能量传递速度，致使配合物荧光发射减弱，发光性能变差；（4）配体的三重态（T1）小于稀土离子受激态能量△E f，则配体与稀土离子之间根本不可能进行能量传递，配合物不能发光。
因此，稀土配合物发光的必要条件是配体和中心离子的能量传递必须存在antenna效应”，即配体的三重激发态能量（T1）和稀土金属离子的激发态能量（△E f）必须匹配[11]。
图1图2图1和图2分别为铕和铽该类配合物的光致发光光谱。
由于烯丙基在2-烯丙基-1，3-二苯基-1，3-丙二酮(ADBM)中表现为吸电子基团，ADBM与稀土离子形成配合物后，烯丙基降低了ADBM的共轭体系的电子云密度，导致配体有基态S0激发到单重态S能级差增大，激发三重态T相应增大，这样配体ADBN的三重激发态能量(T1)和铕离子的激发态能量（△E f，最低激发态能级为1.7×10-4）匹配程度降低，从而导致铕的发光效率明显减弱；相反，由于铽离子的激发态能量（△E f）较大，最低激发态能级为2.1×10-4cm-1，配体ADBM的三重激发态能量（T1）和铽离子的激发态能量（△E f）匹配程度增大，配体ADBM能很好地敏化铽离子而发绿光。
3. 以邻菲啰琳为第二配体的稀土发光配合物的研究为了提高发光效率，一般进行加入第二配体，现在研究最成熟的是加入邻菲啰琳作为第二配体[12-20]。