稀土_高分子光致发光材料的研究现状和展望

稀土发光材料

第33卷,第1期2007年2月

安徽化工

ANHUICHEMICALINDUSTRY

Vol.33,No.1Feb.2007

稀土/高分子光致发光材料的研究现状和展望

马居良,倪惠琼,章小兵

(安徽理工大学,安徽淮南232001)

摘要:高分子发光材料有着重要的理论研究意义和实际应用价值。综述了稀土/高分子光致发光材料的研究基础,介绍了光致发光材料的基本类型,分析了稀土/高分子发光材料的发展方向和应用前景。关键词:稀土;高分子配合物;荧光材料;研究进展中图分类号:O614.33

文献标识码:A

文章编号:1008-553X(2007)01-0008-05

近年来荧光材料已在人们的生活、生产中得到广泛的应用,随着经济的发展和科技的进步,对荧光材料的各项指标也提出了新的要求[1]。在高分子材料科学发展过程中,人们更加关注具有特种性能如耐高低温、耐老化、高强超韧、优越的电性能及一些特殊功能如光、电、磁、声的特种材料的研究和开发,这些特种材料可以称之为特种高分子复合材料。利用具有特殊功能的分散相材料与高分子基体通过共混加工或共混反应加以复合,是一种简单、有效、灵活、经济的技术方式。基于这种技术,人们已获取了大量的特种高分子复合材料[2]。稀土元素因其电子结构的特殊性而具有光、电、磁等许多特性,已在国民经济和现代科学技术的各个领域得到重要应价格高等问用。然而,稀土无机材料存在着难加工成型、题;稀土有机小分子配合物则存在稳定性差等问题,这些因素限制了稀土发光材料更为广泛的应用。将稀土元素引入到高分子材料中,使高分子材料具有荧光特性,为荧光材料开辟了新的道路[2,3]。我国是稀土资源大国,对稀土资源进行深度加工制成高附加值的新型功能材料具有重大的意义。

稀土/高分子配合物发光材料的研究始于二十世纪

泛关注。研究方法基本分为两种:①稀土小分子络合物直接与高分子混合得到掺杂的高分子荧光材料;②通过化学键合的方式先合成可发生聚合反应的稀土配合物单体,然后与其他有机单体聚合得到发光高分子共聚磺酸物,或者稀土离子与高分子链上配体基团如羧基、基反应得到稀土高分子配合物。以下就这两类稀土配合物作简单的介绍。

1稀土有机配合物

1.1稀土β-二酮配合物

三价稀土β-二酮配合物发光研究早在二十世纪60

年代,曾作为激光材料引起人们的关注。由于在这类配合物中存在着从具有高吸收系数的β-二酮配体到Eu3+、Tb3+等的高效能量传递,从而使得它们在所有稀土有机配合物中发光效率最高,它们与镧系离子形成稳定的六元环,直接吸收激发光并可有效地传递能量。例如,(TPPO)的协Eu3+与α-噻吩甲酰三氟丙酮在三苯基氧膦同作用下形成的配合物与甲基丙烯酸甲酯可以制备一系列发出红色荧光的光致发光材料[5]。而Eu3+与苯甲酰丙酮在邻菲罗琳和丙烯酸的协同作用下形成四元配合物,其配体吸收激发光的能量后,也能有效地传递给中心Eu3+,发出强的Eu3+的特征荧光[6]。

配合物中中心稀土离子发光过程大致为:配体先发

生π(S0→S)电←π吸收,也就是先经过单重态-单重态

子跃迁,再经系间窜越到三重态T1,接着由最低三重态

60年代初,1963年Wolff和Pressley以聚甲基丙烯酸甲酯为基质制得稀土荧光材料,发现铕与α-噻吩甲酰三

(TTA)(氟丙酮的配合物Eu3TTA-α噻吩甲酰三氟丙酮)

在高分子基质中发生从配体TTA到Eu3+的能量转移从而使Eu3+发强荧光,开创了稀土高分子研究新领域。之

[4]

后,科学家们通过在高分子材料中掺杂稀土以期获得具有光、电、磁等特殊性能的稀土/高分子复合材料。近年来,由于含发光稀土离子的高分子材料兼有稀土离子优异的发光性能和高分子化合物易加工的特点,引起了广

T1向稀土离子振动能级进行能量转移。关于稀土β-二

酮配合物的研究综述很多,一般认为[7 ̄10]:①发光效率与

配合物结构的关系相当密切,即配合物体系共轭平面、刚性结构程度越大,配合物中稀土发光效率就越高;②配体取代基对中心稀土离子发光效率有明显的影响。R1

收稿日期:2006-09-28

作者简介:马居良(1982-),男,山东潍坊人,安徽理工大学在读研究生,主要从事稀土配合物发光材料方面的研究,13866307281,majuliang2001@126.com。

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