稀土配合物中配体对其发光性能的影响

主要内容
1 中心稀土离子
2 有机配体 3 发光机理
4 应用领域
中心稀土离子
1 稀土配合物中 心离子
2 单核稀土配合 物的研究进展 3 多核稀土配合 物的研究进展
常以 Ln3+ 离子出现，稀土元素独特的电子构 型([Xe]4f,n=0-14)决定了决定了稀土离子具有 丰富的能级和多样的发射光波频段。
Baidu Nhomakorabea
，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。
2.中心稀土离子 Ln3+的f→f*跃迁，产生较弱的发光。
3.电荷转移 电荷转移过程中产生荧光，包括M→LCT和L→CT
4.天线效应（antennae effect） 配体吸收光子，其激发态将能量
传递给金属离子，从而使金属离子的荧光发射大大增强
5.吸附发色团 三维孔道结构可以吸附或者载入客体荧光小分子
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具体例子
罗丹明B，乙醇中Φ=54%
罗丹明101，乙醇中Φ=92%
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
第二配体的影响：引入第二配体可使材料的发光亮度明 显提高。（第二配体并没有作为能量的受体不会破坏原二 元配合物的荧光；防止配体进入配合物内界，抑制了荧光 淬灭。）第二配体共轭程度越高，形成的配合物发光的激 发能越低，发光效率越高。
发光机理
1.连接体 特定共轭结构（π→π*）的有机配体，在UV-Vis的激发下直接 发射光子
Eu3+红光、Tb3+绿光、Sm3+橙光、Tm3+蓝光 Yb3+、Nd3+、Er3+近红外光 Gd3+紫外光
两种及以上Ln3+离子为中心离子，具有新颖的发光 性能
有机配体
配体的结构：配体的共轭程度越大，配合物共 轭平面和刚性结构程度越大，稀土离子的发光效 率越高，结构稳定性大，可以降低发光的能量损 失。配体三重态能级必须高于稀土离子最低激发 态能级。
稀土配合物或配位聚合物发光材料
具有三维立体拓扑结构 金属中心为稀土离子 轻稀土：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆 重稀土：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇 配体为有机小分子 具有共轭的平面结构
荧光和磷光
荧光（fluorescence），自旋允许跃 迁，寿命短，ns数量级 磷光（ phosphorescence ），自旋禁 阻跃迁，寿命长，数秒
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...