《可見光敏化的稀土主-客體功能材料的合成與性能研究》是依託上海大學，由孫麗寧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：可見光敏化的稀土主-客體功能材料的合成與性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫麗寧
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
設計合成與稀土離子激發態電子能級相匹配的、具有可見光區吸收的有機配體與相應的稀土離子配位，獲得具有優良發光性能的稀土配合物，研究可見光敏化稀土配合物的發光性能、發光機理及Eu、Tb配合物的溫度敏感性；利用有機矽氧烷改性的配體，將上述具有優良發光性能的稀土配合物作為客體分子共價嫁接於主體基質材料中（如溶膠－凝膠、介孔材料），以期得到可見光敏化的稀土主－客體功能發光材料；通過系統的表征並結合相關理論，研究影響複合功能材料發光性能的因素和參數，探討其作用機制，進一步完善相關的發光機理，為該類材料的最佳化設計合成提供理論依據；研究相應複合材料的溫度敏感性、光放大性能，及探索其在溫度感測器、雷射、光放大器等方面的潛在套用。
結題摘要
稀土主-客體發光材料絕大多數是需要高能量的紫外光來激活稀土離子發光, 而紫外光對檢測體系尤其是生命體系有較大的損害作用，近幾年，用低能量可見光激發從而得到稀土離子的發光，尤其受到科學家們的關注。本項目通過設計合成一系列與稀土離子的激發態電子能級相匹配的、且具有可見光區吸收的有機配體，利用共價鍵將具有優良發光性能的稀土配合物通過共價鍵複合到溶膠-凝膠、周期性介孔有機矽等基質中，得到了一系列可見光敏化的稀土主-客體複合多功能發光材料。主要成果如下： （1）通過對8-羥基喹啉配體進行改性，得到了有機矽氧烷功能化的配體Q-Si。通過Q-Si配體並利用溶膠-凝膠法合成了分別嫁接Ln(Q-Si)3（Ln = Er, Nd, Yb）三種稀土配合物的凝膠材料，表示為LnQSi-Gel，在可見光的激發下，得到了LnQSi-Gel凝膠材料的相應稀土離子特徵的近紅外發光。所得凝膠材料透明、均一，無相分離。凝膠材料的優良發光性能在光放大、醫療診斷、雷射等領域有著潛在套用價值。 （2）合成了雙功能的有機矽氧烷4,4’-bis[Si(OEt)3(CH2)4]-2,2’-bipyridine (簡稱bpd-Si)，繼而得到了聯吡啶功能化的周期性介孔有機矽（PMO）材料，命名為bpd-PMO。通過配體交換方法得到了稀土配合物功能化的Ln(dbm)3bpd-PMO材料（Ln＝Er, Nd, Yb），它們仍然保留高度有序的二維六方對稱的介孔結構，SEM圖像呈現出類似球形的形貌。且在可見光的激發下，Ln(dbm)3bpd-PMO（Ln＝Er, Nd, Yb）能發射出相應稀土離子特徵的近紅外光。 （3）對二苯甲醯甲烷進行有機矽氧烷改性，得到的雙功能配體（dbm-Si），其不僅可以作為矽源與正矽酸乙酯水解縮聚形成二氧化矽凝膠網路，還能夠與稀土離子配位，使稀土衍生物通過共價鍵嫁接到二氧化矽的凝膠骨架上。共得到六種乾凝膠材料Ln-DP-xerogel（Ln = Sm, Yb, Nd, Er, Pr, Ho），其在可見光敏化下具有優異的螢光性能，且均勻性、熱穩定性良好，在雷射、光放大系統及生物診斷等方面具有潛在套用價值。 上述結果不但為獲得可見光敏化的稀土主-客體多功能發光材料提供了可靠的方法，而且具有誘人的潛在套用前景，有助於將我國豐富的稀土資源在高技術領域的套用推向更高的層次。
