稀土熒光高分子材料的制備與表征.pdf

1、稀土高分子材料是通過稀土金屬與高分子的復合而制備的一類兼具稀土光、電、磁等特性和高分子質輕、抗沖擊和易加工等優(yōu)良綜合性能的功能材料。近年來，由于含發(fā)光稀土離子的高分子材料兼有稀土離子優(yōu)異的發(fā)光性能和高分子化合物易加工的特點，引起了人們的廣泛關注。稀土高分子發(fā)光材料的合成方法主要有：(1)稀土小分子配合物直接與高分子混合得到摻雜高分子發(fā)光材料；(2)高分子配體和小分子配體協(xié)同作用，通過共聚或均聚得到化學鍵合的高分子發(fā)光材料：(3)稀土配合

2、物通過共價鍵嫁接于無機基質中，得到稀土高分子雜化發(fā)光材料。 本文以氧化稀土為原料與α-甲基丙烯酸(MAA)直接反應得到具有聚合能力的稀土配合物單體，與鄰菲羅啉(Phen)配合后，形成具有高熒光強度的稀土配合物。采用自由基溶液共聚得到化學鍵合的高分子光致發(fā)光材料。 一、稀土有機配合物的合成與性能研究： 本文以氧化稀土為原料直接合成了Eu-MAA-Phen單核配合物和Eu-La-MAA-Phen及Eu-Sm-MAA-

3、Phen異核稀土配合物。采用元素分析、紅外吸收光譜、紫外吸收光譜等對配合物的結構進行表征，結果表明配合物的組成均為RE(MAA)<,3>-Phen；同時還測試了配合物的熱穩(wěn)定性，對配合物進行X-衍射以及掃描電鏡分析，表明配合物具有良好的晶形結構。 對反應制得的一系列配合物的熒光測試表明，配合物在345～350nm均有強的吸收，都能發(fā)射Eu<'3+>的特征熒光，最強熒光發(fā)射峰位在615nm附近，且Eu<,0.5>LaL<,0.5>

4、-(MAA)<,3>Phen配合物的熒光強度要大于Eu<'3+>Sm<,0.5>(MAA)<,3>Phen配合物的熒光強度。同單核配合物的熒光強度相比，對于Eu<,0.5>La<,0.5>(MAA)<,3>Phen配合物，La的摻雜敏化了Eu<'3+>的發(fā)光；而對于Eu<,0.5>Sm<,0.5>(MAA)<,3>Phen配合物，Sm<'3+>的摻入?yún)s淬滅了Eu<'3+>的發(fā)光。 二、稀土共聚物的性能研究采用鍵合的方法將稀土離子

5、引入到高分子材料基質中，選取苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯兩種單體，在引發(fā)劑的作用下進行聚合，合成了一系列具有發(fā)光性能的稀土鍵合型共聚物材料。本章共合成了Eu-Phen-co-PSt和Eu-co-PSt/Phen共聚物和Eu-Phen-co-PMMA和Eu-co-PMMA/Phen共聚物。首先研究了不同制備方法對聚合物結構和性能的影響，接著通過改變稀土配合物在聚合物中的含量，測試了不同稀土含量共聚物的熒光強度。對共聚物進行熒光測試表明：共聚物E

6、u-co-PS和Eu-co-PMMA均在200～400nm出現(xiàn)寬的吸收光譜，且在233nm附近的吸收最大，發(fā)射光譜圖上均表現(xiàn)Eu<'3+>的特征吸收峰，共出現(xiàn)472nm、592nm、615nm和700nm等發(fā)射峰位，加載550 nm的濾光片后，發(fā)射峰位移至564nm和606nm附近，且峰形變寬，但Eu-co-PSt/Phen較Eu-Phen-co-PMMA的熒光強度大。同時對不同稀土含量共聚物的熒光強度進行研究，發(fā)現(xiàn)隨著配合物含量的增加

7、，共聚物中稀土離子的含量逐漸增加，共聚物的熒光強度卻呈現(xiàn)下降趨勢，可能是由于稀土金屬離子含量的增大，使得更多的配位結構單元及多重離子對聚集而成離子簇，使離子相對集中，金屬離子間距離減小，故而導致熒光強度下降。 本文的研究意義在于直接采用氧化稀土與羧酸類制備稀土配合物，研究其發(fā)光性能。通過聚合反應與苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯合成稀土絡合物共聚高分子，研究聚合反應和單體類型對稀土發(fā)光性能的影響，以期得到寬吸收高熒光強度的稀土熒光高分子材