N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮稀土配合物分子磁性及荧光

摘要

分子材料具有传统材料无法比拟的“小、轻、活”等优点，使分子材料在超密度存储、量子计算、光纤通讯、荧光标记、生物成像、时间分辨荧光免疫分析、白光发光二极管(LED)等领域具有潜在的应用价值。稀土配合物是一种重要的分子材料，其中，β-二酮因其特殊的酮式-烯醇式互变结构，导致其稀土配合物具有多种配位方式，形成结构稳定的配合物，不仅能够敏化稀土离子发光，而且可以调节稀土离子的磁各向异性产生慢弛豫现象。
　　本文选用了两种β-二酮，N-乙基-3-吲哚三氟甲基(EIFD)和二苯甲酰甲烷(DBM)，分别与氯化稀土反应合成了四个系列β-二酮稀土配合物，X-射线单晶衍射确定了26个稀土配合物的单晶结构，并对其进行了红外光谱、紫外光谱、元素分析、差热热重分析、粉末X-衍射等一系列的表征。系统研究了它们的分子磁学和光学性能。对于EIFD配体，直流磁化率温度依赖曲线M-T测试镝配合物都呈现低温下的反铁磁性，直流磁化率场依赖曲线M-H测试镝配合物在2，3和5K下，显示了磁各向异性。动力磁学测试分别在Hdc=0Oe、频率为1-1000 Hz和温度为2-12K范围对镝配合物进行变温磁化率和变频磁化率测定，其中配合物5在零场下出现了单分子磁体的频率依赖及慢弛豫现象，有效翻转能垒为56.7 K，而且配合物5可以明显抑制稀土配合物常见的量子隧穿效应。在配合物5的基础上加入不同的辅助配体，得到的含氧辅助配体配合物7-12和含氮辅助配体配合物13-16都属于与场诱导单分子磁体，研究了结构和磁性间的构效关系。对于DBM配体，M-T测试配合物21-24都呈现低温下的反铁磁性，M-H分别测试配合物在2，3和5K下的磁化率，都显示了磁各向异性，也是场诱导下的单分子磁体，配合物23出现了β-二酮稀土配合物少有的单核双弛豫现象。荧光性能测试，配合物1和2，17-20都展现出了稀土离子的典型的单色光特性。EIFD配体可敏化稀土发光，加入辅助配体后，配合物的荧光强度和寿命都得到了显著的提高。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 β-二酮配体的结构

1．3 β-二酮稀土配合物的合成

1．4 β-二酮稀土配合物的结构及分子磁学性能研究

1．5 β-二酮稀土配合物的结构及光学性能研究

1．6 本论文的研究意义及主要内容

第2章 实验部分

2．1 实验材料

2．2 实验仪器及设备

2．3 氯化稀土盐的合成

2．4 配体N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮(EIFD)的合成

2．4．1 3-乙基吲哚(EIE)的合成

2．4．2 N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮(EIFD)的合成

2．5 配合物的合成

2．5．1 EIFD稀土配合物的合成

2．5．2 DBM稀土配合物的合成

2．6 配合物晶体结构的测定

第3章 N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮稀土配合物的合成、结构及分子磁性和荧光

3．1 引言

3．2 配体的合成与表征

3．2．1 配体的合成

3．2．2 配体的红外光谱分析

3．2．3 配体的紫外光谱分析

3．2．4 配体的核磁共振光谱

3．3 配合物的合成与表征

3．3．1 配合物1-6的合成

3．3．2 配合物1-6的红外吸收光谱、紫外吸收光谱分析

3．3．3 配合物1-6的热失重分析

3．3．4 配合物1-6的单晶结构分析

3．3．5 配合物1-6的x-射线粉末衍射分析

3．3．6 配合物5的分子磁性研究

3．3．7 配合物1和2的荧光性能研究

3．4 本章小结

第4章 含氧辅配体N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮稀土配合物合成、结构及分子磁性

4．1 引言

4．2 配合物的合成与表征

4．2．1 配合物7-12的合成

4．2．2 配合物7-12的红外吸收光谱、紫外吸收光谱分析

4．2．3 配合物7-12的热失重分析

4．2．4 配合物7-12的单晶结构分析

4．2．5 配合物7-12的x-射线粉末衍射分析

4．2．6 配合物7-9的分子磁性研究

4．2．7 配合物10-12的分子磁性研究

4．3 本章小结

第5章 含氮辅配体N-乙基-3-吲哚三氟甲基β-二酮稀土配合物合成、结构及分子磁性和荧光

5．1 引言

5．2 配合物的合成与表征

5．2．1 配合物13-20的合成

5．2．2 配合物13-20的红外吸收光谱、紫外吸收光谱分析

5．2．3 配合物13-20的热失重分析

5．2．4 配合物13-20的单晶结构分析

5．2．5 配合物13-20的X-射线粉末衍射分析

5．2．6 配合物13-16的分子磁性研究

5．2．7 配合物17-20的荧光性能研究

5．3 本章小结

第6章 二苯甲酰甲烷稀土配合物的合成、结构及分子磁性

6．1 引言

6．2 配合物的合成与表征

6．2．1 配合物21-26的合成

6．2．2 配合物21-26的红外吸收光谱、紫外吸收光谱分析

6．2．3 配合物21-26的热失重分析

6．2．4 配合物21-26的单晶结构分析

6．2．5 配合物21-26的x-射线粉末衍射分析

6．2．6 配合物21-24的分子磁性研究

6．3 本章小结

结论

参考文献

附录

致谢

攻读博士学位期间发表的学术论文

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