钐铕钆多核配合物的合成及其发光性质

李承志 雷春华

【摘 要】以钐铕钆富集物为中心离子，二苯甲酰甲烷（DBM）为配体，合成了钐铕钆多核配合物。通过对其荧光性质的测试结果表明：钐铕钆富集物与DBM配体配位成功，其610至620nm的发射峰，属于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁，而650nm处的发射峰则为Sm3+的4G5/2→6H9/2的跃迁发射。

【关键词】钐铕钆富集物;合成;光致发光

中图分类号： P575.4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）03-0054-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.020

Synthesis and Luminescent Character of Sm-Eu-Gd Iso-Polynucear Complexes

LI Cheng-zhi LEI Chun-hua

（Experiment Teaching Center for Chemistry and Chemical Engineering， Hunan Changsha 410081， China）

【Abstract】The Sm-Eu-Gd polynuclear complex was synthesized with Sm-Eu-Gd as central ion and dibenzoyl methane（DBM） as ligand.The infrared and fluorescence measurements show that Successful coordination of Sm-Eu-Gd concentrate with DBM ligands.Their main emission peak which lies range from 610 nm to 620 nm belonged to the electron dipolar transition from 5D0 to 7F2 of Eu3+，and it lies about 650 nm is the transition from 4G5/2 to 6H9/2 of Sm3+.

【Key words】Sm-Eu-Gd concentrate;Synthesis;Luminescence

稀土铕或钐的发光配合物掺入农膜中形成的转光农膜可以提高农作物的产量，改善其品质[1]。但在应用中也存在二个缺点：一是铕的发光配合物价格昂贵，二是其发射光谱与叶绿素吸收光谱不完全匹配[1]。为此，本文以廉价的钐铕钆富集物为中心离子，二苯甲酰甲烷（DBM）为配体，合成了钐铕钆多核配合物。探讨了其发光性质。

1 实验部分

1.1 实验试剂与仪器

钐铕钆富集物（各组份含量如下：Sm2O363.41%、Eu2O38.14%、Gd2O328.01%），二苯甲酰甲烷（HDBM），无水乙醇，浓盐酸，氨水;荧光分光光度计，付立叶变换红外光谱仪，集热式磁力搅拌器及其它常规玻璃仪器。

1.2 钐铕钆富集物配合物的合成

称取10.0600g DBM于烧杯中，加入乙醇，不断搅拌，使之溶解，加入适量富集物溶液，不断搅拌，用氨水溶液调节pH值至中性，得到黄色沉淀，静置过滤，先后用去离子水及无水乙醇洗涤，干燥后即得产品。

2 结果与讨论

2.1 钐铕钆配合物红外光谱分析

用美国热电-尼高力公司Avatar-370型付立叶变换红外光谱仪，KBr压片法测定了配体和配合物在4000-400cm-1范围内的红外光谱。从红外光谱数据来看，配体 HDBM中，未出现酮式结构νc=o，只出现烯醇式结构中的νc=o（1600cm-1），说明在HDBM中的两个羰基通过分子内氢键形成六元环。1540cm-1处的峰是为C=C振动吸收峰。形成配合物后原先在1600cm-1左右的νc=o振动峰向低波数位移了约25cm-1，在1575cm-1处出现了一个强的伸缩振动吸收峰，这表明DBM在配合物中的相应吸收峰发生了红移，因为DBM在配位后以烯醇式负离子存在，C=O键与Eu3+配位后Π键被离域，也为C-O-Eu3+的共振结构所减弱，νc=o波数向低频移动。在518cm-1附近出现一个自由配体DBM不存在的新的弱吸收峰，根据文献[3]可将其归属于Eu=O振动吸收峰。从而进一步表明金属Eu3+与羰基O配位键已经形成。

2.2 钐铕钆配合物的发光分析

由（Sm/Eu/Gd）-DBM的激发和发射光谱（图1）可看到，激发谱在422和470 nm处有2个强的宽峰，可归属为配体DBM吸收和Sm3+、Eu3+、Gd3+离子自身吸收叠加结果。发射光谱表现为明显的Sm3+和Eu3+离子的特征发射，在580nm处有一弱的发射峰，这是 Eu3+的5D0→7F0 跃迁峰，602nm的发射峰属于Eu3+的5D0→7F1跃迁和Sm3+4G5/2→6H7/2跃迁的叠加，属于5D0→7F2跃迁为616nm，650nm的发射峰分别属于Eu3+的5D0→7F3躍迁和Sm3+4G5/2→6H9/2跃迁的叠加。

2.3 钆对钐铕钆配合物荧光增强效应

人们发现在铕、铽等发光配合物中引入一定量价格便宜的非荧光稀土离子（如La3+、Gd3+和Y3+等），可以显著增强发光中心离子（Eu3+、Tb3+）的荧光强度[1-2]。本文在合成配合物时通过添加Gd3+，按比例调节Eu：Gd=1：3;1：0.25;1：0.5;1：1，合成产物，测得其发光性能如下表：

从表1可以看出，该系列配合物的发光强度与非荧光稀土离子Gd3+的含量不呈线性关系。在Eu：Gd=1：1时，相对于Eu：Gd=1：0.25和Eu：Gd=1：0.5时，其最大发射峰强度分别增加了904和540，这说明：Eu：Gd=1：1时，配体的三重态能级可能与中心离子Eu3+的振动能级匹配的更好，使配体三重态向Sm3+、Eu3+的能量传递更有效，从而增加了Sm3+、Eu3+中电子受激和这些受激电子返回基态的概率，因而发出更强的荧光。相对于Eu：Gd=1：3的情况，最大发射峰强度有所减弱，这说明发光中心离子过少时发光会下降。这说明通过调节Gd3+的量可以增强其发光强度。因Gd的价格比Eu便宜，因此通过掺杂Gd3+不但可以提高荧光强度，还可降低成本。

3 结论

研究了以钐铕钆多核富集物为起始原料，以二苯甲酰甲烷为配体，经沉淀合成钐铕钆多核富集物配合物，探讨了Gd3+对配合物的荧光增强效应。以稀土富集物替代光谱纯铕做发光材料，对寻找价格低廉而发光性能良好的发光材料研究是有实际意义的。

【参考文献】

[1]李建宇.稀土发光材料及其应用[M].北京：化学工业出版社，2003：154，171-178，196-203.

[2]薛卫星，李建宇.对Eu（III）配合物光转换剂光谱性质的评价[J].2003，23（4）：336-368.

[3]雍克岚，吕敬兹，苏庆德.Sm（III）配合物发光特征的荧光光谱和光声光谱的研究[J].上海大学学报，2000.6（3）：224，246.