釤銪釓多核配合物的合成及其發(fā)光性質(zhì)

李承志 雷春華

【摘 要】以釤銪釓富集物為中心離子，二苯甲酰甲烷（DBM）為配體，合成了釤銪釓多核配合物。通過對其熒光性質(zhì)的測試結(jié)果表明：釤銪釓富集物與DBM配體配位成功，其610至620nm的發(fā)射峰，屬于Eu3+的5D0→7F2電偶極躍遷，而650nm處的發(fā)射峰則為Sm3+的4G5/2→6H9/2的躍遷發(fā)射。

【關(guān)鍵詞】釤銪釓富集物;合成;光致發(fā)光

中圖分類號： P575.4 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）03-0054-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.020

Synthesis and Luminescent Character of Sm-Eu-Gd Iso-Polynucear Complexes

LI Cheng-zhi LEI Chun-hua

（Experiment Teaching Center for Chemistry and Chemical Engineering， Hunan Changsha 410081， China）

【Abstract】The Sm-Eu-Gd polynuclear complex was synthesized with Sm-Eu-Gd as central ion and dibenzoyl methane（DBM） as ligand.The infrared and fluorescence measurements show that Successful coordination of Sm-Eu-Gd concentrate with DBM ligands.Their main emission peak which lies range from 610 nm to 620 nm belonged to the electron dipolar transition from 5D0 to 7F2 of Eu3+，and it lies about 650 nm is the transition from 4G5/2 to 6H9/2 of Sm3+.

【Key words】Sm-Eu-Gd concentrate;Synthesis;Luminescence

稀土銪或釤的發(fā)光配合物摻入農(nóng)膜中形成的轉(zhuǎn)光農(nóng)膜可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，改善其品質(zhì)[1]。但在應(yīng)用中也存在二個缺點：一是銪的發(fā)光配合物價格昂貴，二是其發(fā)射光譜與葉綠素吸收光譜不完全匹配[1]。為此，本文以廉價的釤銪釓富集物為中心離子，二苯甲酰甲烷（DBM）為配體，合成了釤銪釓多核配合物。探討了其發(fā)光性質(zhì)。

1 實驗部分

1.1 實驗試劑與儀器

釤銪釓富集物（各組份含量如下：Sm2O363.41%、Eu2O38.14%、Gd2O328.01%），二苯甲酰甲烷（HDBM），無水乙醇，濃鹽酸，氨水;熒光分光光度計，付立葉變換紅外光譜儀，集熱式磁力攪拌器及其它常規(guī)玻璃儀器。

1.2 釤銪釓富集物配合物的合成

稱取10.0600g DBM于燒杯中，加入乙醇，不斷攪拌，使之溶解，加入適量富集物溶液，不斷攪拌，用氨水溶液調(diào)節(jié)pH值至中性，得到黃色沉淀，靜置過濾，先后用去離子水及無水乙醇洗滌，干燥后即得產(chǎn)品。

2 結(jié)果與討論

2.1 釤銪釓配合物紅外光譜分析

用美國熱電-尼高力公司Avatar-370型付立葉變換紅外光譜儀，KBr壓片法測定了配體和配合物在4000-400cm-1范圍內(nèi)的紅外光譜。從紅外光譜數(shù)據(jù)來看，配體 HDBM中，未出現(xiàn)酮式結(jié)構(gòu)νc=o，只出現(xiàn)烯醇式結(jié)構(gòu)中的νc=o（1600cm-1），說明在HDBM中的兩個羰基通過分子內(nèi)氫鍵形成六元環(huán)。1540cm-1處的峰是為C=C振動吸收峰。形成配合物后原先在1600cm-1左右的νc=o振動峰向低波數(shù)位移了約25cm-1，在1575cm-1處出現(xiàn)了一個強的伸縮振動吸收峰，這表明DBM在配合物中的相應(yīng)吸收峰發(fā)生了紅移，因為DBM在配位后以烯醇式負(fù)離子存在，C=O鍵與Eu3+配位后Π鍵被離域，也為C-O-Eu3+的共振結(jié)構(gòu)所減弱，νc=o波數(shù)向低頻移動。在518cm-1附近出現(xiàn)一個自由配體DBM不存在的新的弱吸收峰，根據(jù)文獻[3]可將其歸屬于Eu=O振動吸收峰。從而進一步表明金屬Eu3+與羰基O配位鍵已經(jīng)形成。

2.2 釤銪釓配合物的發(fā)光分析

由（Sm/Eu/Gd）-DBM的激發(fā)和發(fā)射光譜（圖1）可看到，激發(fā)譜在422和470 nm處有2個強的寬峰，可歸屬為配體DBM吸收和Sm3+、Eu3+、Gd3+離子自身吸收疊加結(jié)果。發(fā)射光譜表現(xiàn)為明顯的Sm3+和Eu3+離子的特征發(fā)射，在580nm處有一弱的發(fā)射峰，這是 Eu3+的5D0→7F0 躍遷峰，602nm的發(fā)射峰屬于Eu3+的5D0→7F1躍遷和Sm3+4G5/2→6H7/2躍遷的疊加，屬于5D0→7F2躍遷為616nm，650nm的發(fā)射峰分別屬于Eu3+的5D0→7F3躍遷和Sm3+4G5/2→6H9/2躍遷的疊加。

2.3 釓對釤銪釓配合物熒光增強效應(yīng)

人們發(fā)現(xiàn)在銪、鋱等發(fā)光配合物中引入一定量價格便宜的非熒光稀土離子（如La3+、Gd3+和Y3+等），可以顯著增強發(fā)光中心離子（Eu3+、Tb3+）的熒光強度[1-2]。本文在合成配合物時通過添加Gd3+，按比例調(diào)節(jié)Eu：Gd=1：3;1：0.25;1：0.5;1：1，合成產(chǎn)物，測得其發(fā)光性能如下表：

從表1可以看出，該系列配合物的發(fā)光強度與非熒光稀土離子Gd3+的含量不呈線性關(guān)系。在Eu：Gd=1：1時，相對于Eu：Gd=1：0.25和Eu：Gd=1：0.5時，其最大發(fā)射峰強度分別增加了904和540，這說明：Eu：Gd=1：1時，配體的三重態(tài)能級可能與中心離子Eu3+的振動能級匹配的更好，使配體三重態(tài)向Sm3+、Eu3+的能量傳遞更有效，從而增加了Sm3+、Eu3+中電子受激和這些受激電子返回基態(tài)的概率，因而發(fā)出更強的熒光。相對于Eu：Gd=1：3的情況，最大發(fā)射峰強度有所減弱，這說明發(fā)光中心離子過少時發(fā)光會下降。這說明通過調(diào)節(jié)Gd3+的量可以增強其發(fā)光強度。因Gd的價格比Eu便宜，因此通過摻雜Gd3+不但可以提高熒光強度，還可降低成本。

3 結(jié)論

研究了以釤銪釓多核富集物為起始原料，以二苯甲酰甲烷為配體，經(jīng)沉淀合成釤銪釓多核富集物配合物，探討了Gd3+對配合物的熒光增強效應(yīng)。以稀土富集物替代光譜純銪做發(fā)光材料，對尋找價格低廉而發(fā)光性能良好的發(fā)光材料研究是有實際意義的。

【參考文獻】

[1]李建宇.稀土發(fā)光材料及其應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：154，171-178，196-203.

[2]薛衛(wèi)星，李建宇.對Eu（III）配合物光轉(zhuǎn)換劑光譜性質(zhì)的評價[J].2003，23（4）：336-368.

[3]雍克嵐，呂敬茲，蘇慶德.Sm（III）配合物發(fā)光特征的熒光光譜和光聲光譜的研究[J].上海大學(xué)學(xué)報，2000.6（3）：224，246.