一种发黄光的铽配合物的合成、表征及其发光机理的初步探讨

摘要

本文主要针对稀土铽类有机金属三元配合物开展研究工作，合成了两种铽的有机配合物:Tb(BAC)3Phen(BAC:Benzoylacetone；Phen:1,10-phenanthroline)、Tb(AcAc)3Phen(AcAc:Acetylacetone)。其中主要以Tb(BAC)3Phen为研究对象，对其进行了较为详细的表征，并对其发光机理做了初步的探讨。 首先，对Tb(BAC)3Phen的合成工艺进行了摸索，得到了较佳的合成工艺:反应温度为78℃左右，反应时长约为2小时，反应的pH值控制在7.0～7.5之间。通过元素分析和红外吸收光谱对产物的结构进行了指认，确定了配合物的分子式为Tb(BAC)3Phen；通过对产物紫外-可见光光谱的分析，说明主要是来自配体的吸收，并得到Tb(BAC)3Phen的带隙为3.48eV；根据循环伏安曲线和紫外-可见光光谱得到的结果，经计算得到Tb(BAC)3Phen的LUMO、HOMO能级分别为-2.05eV和-5.53eV；对配合物进行的荧光光谱和光致发光光谱分析表明:配合物最佳激发波长为381nm，色纯度为0.8988，半高宽为10.5nm，色坐标为(X=0.4898，Y=0.4679)，最大发射波长为615nm，是一种黄光发光材料，呈现出与一般铽配合物发绿光不同的现象。同时测定了Tb(BAC)3Phen的差热-热重曲线并考察了其成膜性能，制得了Tb(BAC)3Phen的器件，结果表明:Tb(BAC)3Phen有着良好的成膜性和热稳定性，其器件,也表现出良好的二极管特性，有着这些良好的基础，可望作为电致发光材料页应用。 其次，在同样的实验条件下，合成了另外一种铽的有机配合物Tb(AcAc)3Phen。同样通过元素分析和红外吸收光谱确定其分子式为:Tb(AcAc)3Phen；根据循环伏安曲线计算得到了Tb(AcAc)3Phen的LUMO、HOMO能级分别为-2.01eV和-5.58eV；对Tb(AcAc)3Phen的荧光光谱和光致发光光谱分析表明:配合物最佳激发波长为335nm，色纯度为0.8739，半高宽为l0.9nm，色坐标为(X=0.3585,Y=0.5917)，最大发射波长为550nm，是一种绿光发光材料。配合物的差热-热重曲线表明配合物Tb(AcAc)3Phen也有着良好的热稳定性。 最后，对配合物Tb(BAC)3Phen的光致发光机理进行了初步的探讨，得到分子内能量的传递模型，确定是由Phen将BAC传递来的能量和自身吸收的能量传递给稀土中心离子，从而实现稀土离子的特征发射，并提出配体微扰中心离子发光的判断，对Tb(BAC)3Phen的发黄光现象进行了解释。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概论

1.1有机电致发光材料概述

1.1.1有机电致发光(OEL)的历史发展

1.1.2有机电致发光器件的特点

1.1.3有机电致发光基本原理和器件结构

1.1.4有机电致发光器件用材料

1.1.5有机电致发光的研究现状、存在问题和发展方向

1.2稀土有机发光材料概述

1.2.1研究稀上发光材料的重要性和意义

1.2.2稀土金属有机配合物的分类

1.2.3稀土有机配合物的应用

1.2.4稀士铽金属有机配合物国内外研究现状

1.2.5影响稀土有机配合物电致发光性能的因素

1.3本文研究课题的意义、研究内容和创新之处

1.3.1本课题研究的意义

1.3.2研究内容

1.3.3本文特色及创新之处

第二章实验内容

2.1Tb(BAC)3Phen的合成

2.1.1实验药品

2.1.2实验仪器

2.1.3实验步骤

2.2Tb(AcAC)3Phen的合成

2.2.1实验药品

2.2.2实验仪器

2.2.3实验步骤

2.3 Tb(BAC)3Phen器件及薄膜的制备

2.3.1Tb(BAC)3Phen器件的制备

2.3.2Tb(BAC)3Phen薄膜的制备

2.4测试用仪器

第三章材料结构及性能的表征

3.1Tb(BAC)3PIlen的结构及性能表征

3.1.1元素分析

3.1.2红外吸收光谱分析

3.1.3紫外-可见光吸收光谱分析

3.1.4电化学循环伏安法

3.1.5光致发光光谱分析

3.1.6激发发射光谱分析

3.1.7电致发光光谱分析

3.1.8I-V特性及亮度

3.1.9差热-热重分析

3.1.10原子力显微分析

3.2Tb(AcAC)3Phen的结构及性能表征

3.2.1元素分析

3.2.2红外吸收光谱分析

3.2.3电化学循环伏安法

3.2.4光致发光光谱分析

3.2.5激发发射光谱分析

3.2.6差热-热重分析

3.3本章小结

第四章配合物Tb(BAC)3Phen发光机理的初步探讨

4.1稀土离子的电子结构能级

4.2稀土配合物光致发光原理

4.3配合物Tb(BAC)3Phen的发光

4.3.1配合物Tb(BAC)3Phen的光致发光机理

4.3.2Tb(BAC)3Phen的发光颜色

4.4本章小结

第五章结论与展望

参考文献

附录英文缩写、全拼及名称

致谢

硕士期间发表论文