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化材學院化学专业2017级本科生袁碧晨在国际刊物Journal of Rare Earths(SCI二区期刊)上发表学术论文

來源:化材學院發布時間:2020-07-03

稀土配合物的熒光由于其壽命長、色純度高、光度強、靈敏度高等特點,使其成爲理想的熒光感應材料,在環境監測、危險品檢測、國土安全等領域具有廣闊的應用前景。但是稀土離子具有配位數高、配位構型不確定及容易水解等特點,因此,實現對具有良好發光性能的單核及多核稀土配合物的有效構築具有很大的挑戰性。深入開展對多核稀土配合物的結構與發光性能關系的研究,具有重要的理論和實踐意義。

化材學院2017級化學專業本科生袁碧晨在課題組前期實驗研究的基礎上,合成了2個新的含(CH2)2NH(CH2)2骨架的柔性席夫堿配體。利用這兩個具有良好配位性能的柔性配體,合成了2個單核稀土配合物[LnL1(NO3)(H2O)DMF] (Ln = Nd (1) and Yb (2))和2個雙核稀土配合物[Ln2(L2)2(OAc)2] (Ln = Nd (3) and Yb (4))。通過X-射線晶體學手段確定了這四種配合物的晶體結構。席夫堿配體在配合物1-4中呈“折叠”结构,其官能氮、氧原子与稀土离子配位。席夫碱配体的长度约为18 ?,有助于形成大尺寸金属配合物。有趣的是,双核配合物34具有纳米尺寸结构,它们的分子大小约为7 × 11 × 16 ?。能量色散X射线光谱分析表明,它们的Nd:Br:O摩尔比与晶体结构一致。发光性能研究表明,这些配合物中的席夫碱配体能有效地将能量转移给稀土离子,使它们显示出稀土离子的近红外发光。同时,研究表明,由于具有较高的分子内传能效应,配合物34的近紅外發射量子産率分別高于配合物12。該研究對如何通過設計合成新的柔性有機配體,達到調控不同稀土配合物結構及性能的目的,具有較好的理論指導意義。相關結果在國際期刊Journal of Rare Earths(SCI二區期刊,DOI:10.1016/j.jre.2019.02.014,202038,143-147)上發表。

圖1. 稀土配合物1(左)和3(右)的晶體結構圖。

圖2. 稀土配合物1-4的激發及近紅外發射譜圖。

第一作者袁碧晨爲化學與材料工程學院2017級化學師範專業本科生,該工作在導師楊小平教授指導下完成。