摘 要

稀土配合物由于其特殊的结构和以及在光学、磁学、电学和催化等领域具有极大的潜在应用而成为功能材料领域中重要的研究部分，且新型高核稀土簇的合成以及荧光性质已经成为发光材料化学和稀土化学研究的热点。本文采用水热合成法，以Hdmp（2,2-二羟甲基丙酸）为配体，以铽和铕为稀土金属合成了两种不同结构的60核纯稀土簇Tb₆₀：[Tb₆₀(CO₃)₈(CH₃COO)₁₂(μ₂-OH)₂₄(μ₃-OH)₉₆(H₂O)₅₆](NO₃)₁₅Br₁₂(dmp)₅·30CH₃OH·20Hdmp和60核互掺稀土簇Eu₄₈Tb₁₂ [Eu₄₈Tb₁₂(CO₃)₈(μ₃-OH)₉₆(dmp)₃₆](NO₃)_nBr_m·yCH₃OH (n ≈ 20, m ≈ 12, y ≈ 10)。本文通过单晶X-射线衍射、红外光谱、粉末X射线衍射等对上述化合物的结构进行了表征，除此之外，对化合物荧光进行了详细的研究，并且发现添加稀土比例的不同导致晶体荧光颜色的调控。

关键词：高核稀土簇 互掺稀土簇 荧光性质

Ln₆₀ and Mixed-Ln₆₀ Clusters: Synthesis, Structure, Properties

Abstract

Lanthanide complexes have become an important research area in the field of functional materials due to their special structure and their potential applications such

as luminescence, magnetism, electricity and catalysis, and so on. The synthesis and fluorescence properties of new high-nuclearity lanthanide clusters have become a hot spot in luminescent materials chemistry and lanthanide chemistry research. In this paper, Two different structures of 60-metal Ln-exclusive clusters Tb₆₀：[Tb₆₀(CO₃)₈

(CH₃COO)₁₂(μ₂-OH)₂₄(μ₃-OH)₉₆(H₂O)₅₆](NO₃)₁₅Br₁₂(dmp)₅·30CH₃OH·20Hdmp and 60-mixed-Ln clusters Eu₄₈Tb₁₂: [Eu₄₈Tb₁₂(CO₃)₈(μ₃-OH)₉₆(dmp)₃₆](NO₃)_nBr_m

·yCH₃OH (n ≈ 20, m ≈ 12, y ≈ 10) were obtained via hydrothermal approach and with the ligand of Hdmp (2,2-dimethylolpropionic acid). In this paper, the structures of the above compounds were characterized by single crystal X-ray diffraction, infrared spectroscopy, powder X-ray diffraction, etc. Besides, the fluorescence properties of compounds (Tb₆₀ and Eu₄₈Tb₁₂) were discussed in detail. It is worth noting that the fluorescence properties were influenced by different proportion of lanthanide.

KEYWORDS: High-Nuclearity Clusters; Mixed-Ln Clusters; Fluorescent Properties

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1绪论 1

1.1.1稀土簇的发展及性质研究 1

1.1.2纯稀土簇的发展 3

1.1.3稀土-过渡金属异金属簇的发展 6

1.1.4稀土元素 9

1.1.5稀土配合物发光原理 10

1.1.6固态发光材料 11

1.2课题选择依据及内容 12

第二章 纯稀土簇的合成与结构 14

2.1仪器与试剂 14

2.1.1试剂 14

2.1.2测试与仪器 14

2.2簇合物的单晶培养与合成讨论 15

2.2.1单晶培养 15

2.2.2合成讨论 15

2.3晶体结构测定与描述 16

2.3.1晶体结构测定与解析 16

2.3.2抗衡离子和分子式的确认 17

2.3.3晶体结构分析 18

第三章 荧光性质与基本表征 24

3.1荧光性质 24

3.2基本表征 27

3.2.1粉末X-射线衍射 27

3.2.2傅里叶变换红外光谱 28

第四章 结论与展望 29

参考文献 30

致谢 36

第一章 文献综述

1.1绪论

1.1.1稀土簇的发展及性质研究

在过去二十多年的研究中，那些含镧系元素的簇，最为引人注目的还是纯稀土簇或含有过渡金属的异金属簇^[1-14]。它们具有有趣的物理和化学性质（主要来自构成的金属离子之间的电子和/或磁性相互作用），然而这些偶然间得到的物质，有众多难题摆在合成化学家的面前，例如其合成方法少，无法合理预测产物等，所以对于纯稀土簇或含有过渡金属元素的异金属簇（这里一般认为核数不少于20，图1-1b），近二十年科学家的努力一直集中在开发合理的合成含稀土的高核簇的方法^[1-14]。最开始郑智平等人采用的是“配体控制水解”法（图1-1a）^[15]，之后通过水热或溶剂热法引入一些容易得到但不常用的配体（图1-1d）来控制镧系元素水解，从而形成异金属3d-4f簇^[1-14]。此外，大量实例证明，小的阴离子（图1-1c）作为模板存在对于组装某些高核镧系元素簇是必不可少的，并且维持低浓度的阴离子模板是成功的关键^[1-14]。

相关图片展示：