溶膠凝膠法制備強(qiáng)鍵型稀土雜化發(fā)光材料.pdf

1、稀土元素由于具有獨(dú)特的電子層結(jié)構(gòu)因而在受到紫外光激發(fā)的時(shí)候表現(xiàn)出優(yōu)良的光學(xué)性能。通過(guò)化學(xué)鍵將稀土離子配合物接枝到無(wú)機(jī)物基質(zhì)上，可以制備兼具優(yōu)異發(fā)光性能和穩(wěn)定的物理化學(xué)性能的雜化材料。本文的研究工作初步探討了通過(guò)溶膠凝膠法制備稀土雜化發(fā)光材料過(guò)程中的制備路線、發(fā)光體系以及制備工藝這三個(gè)方面的主要內(nèi)容，并對(duì)所制備的稀土雜化發(fā)光材料的各種性能加以測(cè)試和分析。 在制各路線方面，選擇了自然界較為普通的兩種有機(jī)官能團(tuán)磺酸基和巰基作為被修飾基

2、團(tuán)。分別對(duì)含有這兩種基團(tuán)的物質(zhì)通過(guò)多種途經(jīng)加以修飾，在修飾過(guò)程中引入了可水解聚合的有機(jī)硅烷基團(tuán)。在稀土離子與修飾后得到的有機(jī)硅烷前驅(qū)體配位的情況下，通過(guò)有機(jī)硅烷基團(tuán)的水解和聚合，制備了發(fā)光性能良好的含有稀土銪(發(fā)紅光)、稀土鋱(發(fā)綠光)和稀土釤(發(fā)紅光)的雜化材料。通過(guò)對(duì)材料制備過(guò)程的研究表明，這兩種化學(xué)修飾路線是切實(shí)可行的，拓展了雜化材料的制備路線。 在發(fā)光體系方面，選取了能夠與稀土離子發(fā)生配位并且能與稀土離子進(jìn)行有效分子內(nèi)能

3、量傳遞的三種有機(jī)配體：吡啶配體、杯芳烴配體和類(lèi)β-二酮配體。分別將三類(lèi)配體加以修飾，在修飾過(guò)程中引入可水解聚合的有機(jī)硅烷基團(tuán)。在稀土離子與配體進(jìn)行配位的同時(shí)，通過(guò)有機(jī)硅烷基團(tuán)的水解、聚合，制備了具有優(yōu)良發(fā)光性能的稀土雜化發(fā)光材料。含有銪離子的雜化材料在受到紫外光激發(fā)時(shí)能發(fā)射紅光，含有鋱離子的雜化材料在受到紫外光激發(fā)時(shí)能發(fā)射綠光。通過(guò)對(duì)所制備的發(fā)光材料的研究證實(shí)，在材料內(nèi)部稀土離子與有機(jī)基團(tuán)之間發(fā)生了配位，在受到激發(fā)的時(shí)候，在它們之間發(fā)生

4、了有效的能量傳遞，從而導(dǎo)致了稀土離子的發(fā)光。 在制備工藝方面，本文對(duì)傳統(tǒng)的溶膠凝膠法加以改進(jìn)，通過(guò)對(duì)溶膠過(guò)程的控制來(lái)達(dá)到影響材料最終形貌的目的，最后不經(jīng)研磨得到了具有微米尺寸的稀土雜化發(fā)光材料顆粒。該工藝主要建立在對(duì)溶膠過(guò)程中的膠團(tuán)形成和有機(jī)硅聚合程度的控制上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，在無(wú)機(jī)離子和配體之間存在的配位作用對(duì)這些無(wú)定形材料體系內(nèi)部各組分的排布情況存在著較大影響。雖然所有的雜化材料仍然為無(wú)定形態(tài)，各組分之間確實(shí)存在著一定程度的有