光致發(fā)光萘甲酸功能化聚苯乙烯-稀土離子配合物的制備及其熒光發(fā)射特性研究.pdf

1、鍵合型高分子-稀土配合物不僅具有稀土配合物優(yōu)異的發(fā)光特性，還具有高分子化合物良好的力學(xué)性能與易加工成型的特點(diǎn)，是一種高性能的發(fā)光材料。深入開展鍵合型高分子-稀土配合物發(fā)光材料的研究，對新型場致發(fā)光材料的開發(fā)具有重大的科學(xué)意義和發(fā)展前景。本課題通過分子設(shè)計(jì)，以線型聚苯乙烯為基質(zhì)，在線型聚苯乙烯側(cè)鏈鍵合有萘甲酸小分子配體，制備了鍵合型高分子-稀土配合物發(fā)光材料，并研究了材料的光致發(fā)光特性，為發(fā)展高性能聚合物-稀土配合物發(fā)光材料提供了有價(jià)值的

2、參考，本課題的研究結(jié)果在場致發(fā)光材料領(lǐng)域具有重要的科學(xué)意義。
　　首先，本文以6-羥基-2-萘甲酸(HNA)為試劑，使氯甲基化聚苯乙烯(CMPS)的氯甲基與HNA的酚羥基之間發(fā)生親核取代反應(yīng)，將萘甲酸(NA)配基鍵合在聚苯乙烯側(cè)鏈，制得了功能化改性的聚苯乙烯PSNA，采用紅外光譜(FTIR)和核磁共振氫譜(1H-NMR)對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，重點(diǎn)研究了聚苯乙烯的功能化改性反應(yīng)，考察了主要因素對CMPS與HNA之間親核取代反應(yīng)的影響規(guī)

3、律，分析了反應(yīng)機(jī)理，優(yōu)化了反應(yīng)條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CMPS與HNA之間取代反應(yīng)的速率與親核試劑HNA的濃度無關(guān)，該取代反應(yīng)的機(jī)理是典型的SN1反應(yīng)；使用極性較強(qiáng)的溶劑二甲亞砜以及采用較高的溫度(70℃)，有利于親核取代反應(yīng)的進(jìn)行。
　　接著，以所制得的萘甲酸功能化聚苯乙烯PSNA為大分子配基，并以鄰菲羅啉(Phen)為小分子配體，與Eu(III)離子配位，分別制備了聚合物-稀土二元發(fā)光配合物PS-(NA)3-Eu(III)與聚合物

4、-稀土三元發(fā)光配合物PS-(NA)3-Eu(III)-(Phen)1，也分別以2,2′-聯(lián)吡啶(Bipy)及2-萘甲酸(NA)為小分子配體，制備了結(jié)構(gòu)類似的三元發(fā)光配合物。采用紅外光譜(FTIR)和紫外吸收光譜(UV)對配合物進(jìn)行了表征，深入研究了配合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與發(fā)光性能的關(guān)系，并應(yīng)用Antenna效應(yīng)理論，從微觀機(jī)理上進(jìn)行了深入分析。也制備了配合物的固體薄膜，考察了固體薄膜的熒光發(fā)射性能。研究結(jié)果表明，大分子配基PSNA與Eu(II

5、I)離子所形成的二元或三元高分子-稀土配合物，均能發(fā)射出很強(qiáng)的Eu(III)離子的特征熒光，即鍵合在PSNA側(cè)鏈的配基NA能有效地敏化Eu(III)離子的熒光發(fā)射。大分子側(cè)鏈的萘甲酸配基比苯甲酸配基對Eu(III)離子熒光發(fā)射具有更強(qiáng)的敏化作用。大分子側(cè)鏈的萘甲酸配基對Tb(III)離子的熒光發(fā)射不產(chǎn)生敏化作用。第二配體的協(xié)同配位效應(yīng)導(dǎo)致三元配合物的熒光發(fā)射強(qiáng)度高于二元配合物；三種小分子第二配體相比較，2-萘甲酸具有最強(qiáng)的協(xié)同配位效應(yīng)。

6、
　　最后，使用已制備的大分子配基PSNA，采用多配體的方式，與Eu(III)離子配位，制備了多配體二元配合物PS-(NA)n-Eu(III)，并以鄰菲羅啉(Phen)為小分子配體，制備了三元高分子-配合物PS-(NA)5-Eu(III)-Phenm，深入研究了配合物的熒光發(fā)射性能及熱穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。研究結(jié)果表明，二元配合物PS-(NA)n-Eu(III)的表觀飽和配位數(shù)為10，即當(dāng)二元配合物具有PS-(NA)5-Eu(III