文档介绍：图书分类号 O632 密级非密
UDC
硕士学位论文
光致发光萘甲酸功能化聚苯乙烯-稀土离子配合物的制备及
其荧光发射特性研究
赵兴龙
指导教师(姓名、职称) 高保娇教授
申请学位级别工学硕士
专业名称应用化学
论文提交日期年月日
论文答辩日期年月日
学位授予日期年月日
论文评阅人徐宏英胡志勇
答辩委员会主席薛永强
2013 年 5 月 26 日
原创性声明
本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独
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其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡
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光致发光萘甲酸功能化聚苯乙烯-稀土离子配合物的制备及其荧
光发射特性研究
摘要
键合型高分子-稀土配合物不仅具有稀土配合物优异的发光特性,还具有高分子化
合物良好的力学性能与易加工成型的特点,是一种高性能的发光材料。深入开展键合型
高分子-稀土配合物发光材料的研究,对新型场致发光材料的开发具有重大的科学意义
和发展前景。本课题通过分子设计,以线型聚苯乙烯为基质,在线型聚苯乙烯侧链键合
有萘甲酸小分子配体,制备了键合型高分子-稀土配合物发光材料,并研究了材料的光
致发光特性,为发展高性能聚合物-稀土配合物发光材料提供了有价值的参考,本课题
的研究结果在场致发光材料领域具有重要的科学意义。
首先,本文以 6-羟基-2-萘甲酸(HNA)为试剂,使******化聚苯乙烯(CMPS)的***甲
基与 HNA 的酚羟基之间发生亲核取代反应,将萘甲酸(NA)配基键合在聚苯乙烯侧链,
制得了功能化改性的聚苯乙烯 PSNA,采用红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)
对其结构进行了表征,重点研究了聚苯乙烯的功能化改性反应,考察了主要因素对
CMPS 与 HNA 之间亲核取代反应的影响规律,分析了反应机理,优化了反应条件。实
验结果表明,CMPS 与 HNA 之间取代反应的速率与亲核试剂 HNA 的浓度无关,该取
代反应的机理是典型的 SN1 反应;使用极性较强的溶剂二甲亚砜以及采用较高的温度
(70℃),有利于亲核取代反应的进行。
接着,以所制得的萘甲酸功能化聚苯乙烯 PSNA 为大分子配基,并以邻菲罗啉(Phen)
为小分子配体, 与 Eu(III)离子配位, 分别制备了聚合物-稀土二元发光配合物
PS-(NA)3-Eu(III)与聚合物-稀土三元发光配合物 PS-(NA)3-Eu(III)-(Phen)1,也分别以 2,2´-
联吡啶(Bipy)及 2-萘甲酸(NA)为小分子配体,制备了结构类似的三元发光配合物。采用
红外光谱(FTIR)和紫外吸收光谱(UV)对配合物进行了表征,深入研究了配合物的化学结
构与发光性能的关系,并应用 Antenna 效应理论,从微观机理上进行了深入分析。也
制备了配合物的固体薄膜,考察了固体薄膜的荧光发射性能。研究结果表明,大分子配
基 PSNA 与 Eu(III)离子所形成的二元或三元高分子-稀土配合物,均能发射出很强的
Eu(III)离子的特征荧光,即键合在 PSNA 侧链的配基 NA 能有效地敏化 Eu(III)离子的荧
光发射。大分子侧链的萘甲酸配基比苯甲酸配基对 Eu(III)离子荧光发射具有更强的敏化
作用。大分子侧链的萘甲酸配基对 Tb(III)离子的荧光发射不产生敏化作用。第二配体的
协同配位效应导致三元配合物的荧光发射强度高于二元配合物; 三种小分子第二配体
相比较,2-萘甲酸具有最强的协同配位效应。
最后,使用已制备的大分子配基 PSNA,采用多配体的方式,与 Eu(III)离子配位,
制备了多配体二元配合物 PS-(NA)n-Eu(III),并以邻菲罗啉(Phen)为小分子配体,制备了
三元高分子-配合物 PS-(NA)5-Eu(III)-Phenm,深入研究了配合物的荧光发射性能及热稳
定性与结构的关系。研究结果