稀土发光材料概述
目录
Ⅰ
概述
Ⅱ
研究现状
Ⅲ 应用
概述
分 类：
光致发光（PL）：用光作为激发源激发而产生光 电致发光（EL）：在电场或交流电作用下产生光 极射线发光、热释发光、光释发光、辐射发光等
类 型：
荧光：激发时产生的光 磷光：激发过后依然存在的光 一般以持续时间8-10s为分界，持续时间短于8=10s的发光为荧光， 把持续时间长于8-10s的发光称为磷光。
531cm-1等峰归属为Eu-O键的伸缩振动以及螯
合环的变形振动，在3300cm-1发现结晶水的吸
收蜂，说明配合物中存在结晶水。
从图中的b中看出，1037cm-1为MMT的Si-O-
Si的不对称伸缩振动，位于521cm-1及466cm-1
红外谱图 a: 乙酰丙酮铕配合物 b: 掺杂树形分子乙酰丙酮铕/蒙脱土复合材料
研究现状
热稳定分析
如 图 中 a所示，配合物在100℃左右发生失重 现象，说明配合物中含部分结晶水，这与前面的
红外光谱分析结果是一致的。配合物从220℃开
始出现明显的失重平台，在230-450℃区间内产
物一共失重45%，是由样品中部分Eu(acac)3分解 所致，在600℃后曲线趋于平稳，说明样品没有
单纯的镧系盐对紫外区域激发光的吸收能力弱，镧系离子不能被有效激发。
概述
稀土配合物：
稀土离子与有机配体配位形成稀土配合物，这些配体可以有效地吸收激 发能，提高其发光效率。 这 些 有机配体能将激发态能量有效地传递给稀土离 子的发射态，可以使稀土离子有效地吸收激发能，从而极大地敏化稀土离子 的发光，提高其发光效率。这种从配体到 稀 土 离子的能量传递被称为“天线 效应”。
谱带分别属于MMT中Si-O-Mg和Si-O-Fe弯曲振 动吸收峰。表明在该复合材料中，乙酰丙酮铕 配合物插入到蒙脱土层间，没有发生剥离行为。
研究现状
微观结构分析
透射电镜图 a: 乙酰丙酮铕配合物 b: 掺杂树形分子乙酰丙酮铕/蒙脱土复合材料
图a中浅色部分代表的是乙酰丙酮聚合 体，暗的部分对应的是稀土粒子，稀土铕 以颗粒状比较均匀地分散在乙酰丙酮基体 中，并且具有网状形态分布的特征，能初 步说明乙酰丙酮与稀土铕发生了相互作用 。图b 的 片层的厚度为25-30nm，随着5％ MMT（质量分数）的加入，可以观察到明 显的插层结构，黑色暗区为基体中的膨润 土片层，蒙脱土片层的层状结构更加明显 ，并且网状分布形态的特征更加突出，生 成插层型的纳米复合材料。
稀土配合物虽然具有优异的荧光性能，但其较差的光热稳定性和机械性 能，为了改善其稳定性和机械强度，人们将镧系配合物引入二氧化硅，二氧 化钛，粘土等无机基质中，制备了镧系有机无机杂化材料。
研究现状
（1）稀土有机化合物/树形分子/蒙脱土纳米材料
荧光性能较强的稀土元素 Eu 为金属发光中心，以β-二酮类（乙 酰丙酮）为配体，并以树形分子掺杂剂，合成了高配位数的掺杂树形 分子β-二酮配合物；并以蒙脱土为刚性体，采用插层法制得高荧光强 度的稀土有机化合物/树形分子/蒙脱土纳米材料。
概述
发光机理：
由图 1.1 可知，发光分子吸收能 量后，处于基态 S0的电子跃迁至激 发态，处于激发态的电子是一种不 稳定的状态，这些电子会通过不同 的途径辐射能量回到基态。处于高 能单重激发态的电子（S2）先回到低 能单重态（S1），然后在通过发射荧 光回到基态（S0）。
图 1.1
概述
稀土材料：
发生明显的二次分解，这表明铕配合物具有良好
的热稳定性。图 中 b所示，随着蒙脱土的加入，
在230-450℃区间内热失重明显减小，说明蒙脱
热失重图 a: 乙酰丙酮铕配合物
土增强了配合物的热稳定性。从450-65Байду номын сангаас℃区间
b: 掺杂树形分子乙酰丙酮铕/蒙脱土复合材料内热失重归属于蒙脱土层间树形分子及有机配体
稀土元素是指元素周期表中，从原子序数 57 ~ 71 的15 个镧系元素加上 钪和钇共 17 个稀土元素。
由于稀土元素独特的电子层结构，使得稀土配合物在光、电、磁等方面 表现出很多优异的性能，特别是其它的一些元素所无法比拟的光谱学性能， 使得稀土元素在发光材料方面的应用格外引人注意 ， 稀土材料的发光几乎覆 盖了整个固体发光材料的范畴。
荧光光谱图
a: 乙酰丙酮铕配合物
发射增强的现象与配合物的结构和分子内能量传
b: 掺杂树形分子乙酰丙酮铕/蒙脱土复合材料
递有关。
研究现状
红外光谱分析
从谱图中的a可知，分子存在着CH3、C-C、 C-O、C-CH3、CH等基团，证实了乙酰丙酮基团 的存在，另外在谱中还出现761cm-1、652cm-1、
2、蒙脱土使体系分布均匀，网络结构可有效阻隔配合物局部聚集， 防止由于稀土配合物浓度增大而发生浓度碎灭。
3、蒙脱土基质的刚性强，可以大大减少稀土配合物因振动而造成 的非辐射跃迁能量损耗。
研究现状
荧光光谱分析
图 中 a 得 出 配合物在485.0nm，530nm处出现的 两个较强的发射峰归属于配体acac-的贡献，而
的分解所致。
研究现状
荧光光谱分析
图 中 a 得 出 配合物在485.0nm，530nm处出现的 两个较强的发射峰归属于配体acac-的贡献，而
在640nm处的发射峰则是Eu3+离子所产生的特征跃
迁发射峰。图中b曲线与a相似，不同之处在于其
发射峰强度均增强，在640nm处的增强最为明显
在640nm处的发射峰则是Eu3+离子所产生的特征跃
迁发射峰。图中b曲线与a相似，不同之处在于其
发射峰强度均增强，在640nm处的增强最为明显
，其原因主要是由于第二配体——树形分子的加
入，极大地敏化了乙酰丙酮配体，使荧光发射强
度增强。这种互敏化作用说明配体与稀土中心离
子之间存在相互作用。树形分子使Eu3+特征荧光
蒙脱土具有复网层结构，由两层硅氧四面体层和 夹在中间的水铝石层构成，即2:1层型结构。与此同时， 夹层中的Al3+常被Mg2+、Fe3+、Fe3+、Ni2+、Li+等取代， 从而层间并不是呈电中性的，复网层之间有排斥力， 水易渗透进入层间而膨胀。
蒙脱土的结构
研究现状
蒙脱土的作用：
1、对蒙脱土进行有机改性，使其层间距扩大，为有机配合物的嵌 入提供了必要的前提条件。