稀土有机高分子材料合成研究及在农膜中的应用

摘要

我国是一个以传统农耕为主的国家，对于粮食的需求是现在国民棘手的问题。这几年来，城市发展的速度快，导致农耕土地面积的急剧缩小，因此在有限的土地资源上来提高产量就是一个核心问题。国外在很多年前就已经开始利用植物对光波的吸收程度来提高作物的有效产量。但是，在我国农药泛滥的今天，首要的事情就是提出一个不仅可以有效提高产量而且还无污染、环保的方法。此方法就是有机多功能农膜的开发。
　　稀土金属钐离子在荧光领域的应用十分的广泛，发现了稀土钐是一种价格低廉且稳定性较好的稀土元素，很适合我国目前的国情。这就使我们将研究的中心元素转向了稀土金属钐。在合成过程中对稀土钐的四元配合物进行了初步的研究。
　　本课题主要工作可以归纳为以下几个方面:
　　(1)用溶液沉淀法制备出了稀土钐的系列四元小分子配合物。并对其组成和结构进行表征，可以得出:在稀土钐的系列四元小分子配合物中Sm-(DBM)2-(MA)-(AN)2的配合物荧光性能较好。其通过在350nm的光激发下，得到最佳荧光激发波长为645nm。同时，对于影响配合物的荧光性能的因素进行讨论，可以得出:反应温度60℃、pH=6.5、合成时间是6h时的荧光性能最佳。
　　(2)将Sm-(DBM)2-(MA)-(AN)2配合物做了两个系列的掺杂。第一系列和稀土金属铕进行掺杂，第二系列与过渡金属元素进行了掺杂。结果表明:
　　①与稀土金属掺杂后，荧光特征峰在577nm、595nm、611nm、645nm分别出峰，是钐离子和铕离子结合形成的特征峰;
　　②同等浓度下，在645nm处的荧光强度:与稀土金属掺杂的情况是Sm-(DBM)2-(MA)-(AN)2＞Sm1-xEux(DBM)2-(MA)-(AN)2;与过渡金属掺杂的情况是Sm-(DBM)2-(MA)-(AN)2＞Sm,Zr-(DBM)2-MA-(AN)2。
　　(3)合成了Sm-(DBM)2-(MA)-(AN)2的键合型高分子共聚物。研究表明:同等浓度下，比较644nm处的荧光强度可以得出:在合成的聚合物中，Sm-(DBM)2-(MA)-(AN)2-co-(AM-AN)的性能最好，共聚物发射的荧光主要表现为红光，且单色性很好。与配合物相比，生成共聚物的荧光强度强。
　　(4)将所合成的Sm-(DBM)2-(MA)-(AN)2-co-(AM-AN)加入到PE膜中，进行转光农膜的合成。合成的转光农膜的具有很好的荧光效果，同时转光农膜也具有良好的稳定性，耐碱性的腐蚀度要大于耐酸性的腐蚀度。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 基本原理

1．2．1 稀土元素

1．2．2 稀土配合物的荧光原理

1．2．3 稀土配合物的配位特性

1．3 稀土配合物发光体系

1．3．1 稀土β-二酮类配合物的发光体系

1．3．2 稀土有机羧酸类配合物发光体系

1．3．3 过渡-稀土金属掺杂配合物的发光体系

1．4 键合型稀土高分子材料

1．4．1 稀土小分子配合物的缺陷以及高分子发光材料的优点

1．4．2 主要制各方法

1．5 稀土有机荧光配合物的国内外研究现状

1．5．1 国外动态

1．5．2 国内动态

1．6 农用转光膜的研究

1．6．1 转光农膜的光色效应

1．6．2 农用转光材料的发展趋势

1．7 本文的意义、主要内容及创新点

1．7．1 本文的意义及主要内容

1．7．2 工艺流程

1．7．3 本课题的创新点

2 钐的系列四元化合物的制备及发光性质的研究

2．1 试剂与仪器

2．1．1 试剂

2．1．2 仪器

2．2 邻菲罗啉系列的四元化合物

2．2．1 邻菲罗啉系列的四元化合物的合成思路

2．2．2 Sm-(DBM)2-芳香族-(phen)的合成及其表征

2．2．3 Sm-(DBM)2-长链羧酸-(phen)的合成及其表征

2．2．4 Sm-(DBM)2-(DMSO)-(phen)合成及其表征

2．2．5 小结

2．3 丙烯腈系列的四元化合物

2．3．1 丙烯腈系列的四元化合物的合成思路

2．3．2 Sm-(DBM)2-芳香族-(AN)2的合成及表征

2．3．3 Sm-(DBM)2-长链羧酸-(AN)2的合成及其表征

2．3．4 Sm-(DBM)2-DMSO-(AN)2合成及其表征

2．3．5 小结

2．4 影响因素的讨论

2．4．1 反应温度的改变对荧光强度的影响

2．4．2 pH值的改变对荧光强度的影响

2．4．3 反应时间的改变对荧光强度的影响

2．5 本章小结

3 钐掺杂其他金属的四元配合物的制备及发光性质的研究

3．1 试剂及仪器

3．1．1 试剂

3．1．2 仪器

3．2 稀土Sm和Eu掺杂的四元配合物

3．2．1 实验过程

3．2．2 表征与分析

3．2．3 小结

3．3 稀土Sm掺杂过渡金属离子的四元配合物

3．3．1 实验过程

3．3．2 表征与分析

3．3．3 小结

3．4 本章小结

4 高分子稀土配合物的制备及荧光性质的研究

4．1 试剂与仪器

4．1．1 试剂

4．1．2 仪器

4．2 Sm(DBM)2(MA)(AN)2-co-(AN-MA)

4．2．1 实验过程

4．2．2 合成机理

4．2．3 表征与分析

4．3 Sm(DBM)2(MA)(AN)2-co-PMMA

4．3．1 实验部分

4．3．2 合成机理

4．3．3 表征与分析

4．4 Sm(DBM)2(MA)(AN)2-co-(AM-AN)

4．4．1 实验部分

4．4．2 合成机理

4．4．3 表征与分析

4．5 本章小结

5 转光剂在农膜中的制备及发光性质的研究

5．1 稀土有机高分子材料在转光膜中的合成

5．1．1 原料和设备

5．1．2 稀土有机高分子转光农膜的制备工艺过程

5．1．3 转光膜的性能测试

5．2 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

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