本书是一部稀土有机-无机杂化材料方面的学术专著，总结了作者团队多年来在该领域所取得的科研成果，同时也介绍了国内外相关研究进展。全书共分12章。第1章绪论，介绍杂化材料的研究意义、定义、分类、特点以及稀土有机-无机杂化材料研究的发展历程等；第2章稀土离子的光谱性质，介绍稀土离子的能级、电子跃迁形式、发光特点等；第3章发光稀土配合物，介绍稀土离子的配位化学特点及几类主要的发光稀土配合物等；第4章至第12章按杂化材料的种类分别介绍稀土配合物介孔杂化发光材料、稀土配合物大孔杂化材料、稀土配合物高分子杂化材料、稀土配合物多功能杂化材料、稀土配合物凝胶杂化发光材料、稀土配合物凝胶薄膜、稀土配合物自组装膜、稀土配合物LB膜、其他稀土杂化发光材料共9类稀土有机-无机杂化材料的制备及性能等。
样章试读
目录
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序
前言
第1章 结论 1
1.1 概述 1
1.2 有机-无机杂化材料的特点和分类 2
1.2.1 有机无机杂化材料的特点 2
1.2.2 有机-元机杂化材料的分类 2
1.3 稀土有机-元机杂化材料研究的发展历程 3
1.3.1 物理杂化向化学杂化的转变 3
1.3.2 单一功能的杂化材料向多功能杂化材料的转变 4
1.3.3 单一基质向多样化基质的转变 6
1.4 基质 7
1.4.1 凝胶材料 7
1.4.2 介孔材料 8
1.4.3 大孔材料 9
1.4.4 高分子材料 9
1.4.5 其他基质材料 10
1.5 稀土有机-元机杂化材料的表征方法 10
1.5.1 X 射线粉末衍射 11
1.5.2 单晶X 射线衍射 11
1.5.3 扫描电子显微镜和透射电子显微镜 11
1.5.4 固体Si核磁共振 11
1.5.5 氯气吸附/脱附等温线 12
1.5.6 磷光光谱、荧光光谱和荧光寿命 13
1.5.7 磁滞回线和零场冷/场冷曲线 13
1.6 小结 14
参考文献 14
第2章 稀土离子的光谱性质 19
2.1 稀土元素概述 19
2.2 稀土离子的价态 20
2.3 三价稀土离子的能级 21
2.4 稀土离子电子跃迁形式 22
2.4.1 稀土离子的H 电子跃迁 22
2.4.2 稀土离子的H 电子跃迁 23
2.4.3 稀土离子的电荷迁移带 23
2.5 稀土离子的发光特点 24
2.6 f-f跃迁的谱线强度 25
2.6.1 超灵敏跃迁 25
2.6.2 Judd-Ofelt理论 26
2.7 谱线位移 30
2.8 谱线劈裂 30
参考文献 31
第3章 发光稀土配合物 33
3.1 概述 33
3.2 稀土离子的配位化学性质 34
3.2.1 稀土离子形成的配位键的特性 34
3.2.2 稀土离子的半径 34
3.2.3 稀土离子的配位原子 35
3.2.4 稀土离子的配位数 35
3.2.5 稀土配合物的结构 36
3.2.6 稀土离子与水分子的作用 36
3.3 稀土配合物的发光 36
3.3.1 有关稀土配合物发光的基本概念 36
3.3.2 有机化合物的发光 38
3.3.3 稀土配合物的荧光发射 43
3.3.4 稀土配合物的发光机理 45
3.3.5 稀土配合物发光的影响因素 47
3.3.6 增强稀土配合物荧光发射的途径 49
3.3.7 稀土配合物的近红外发光 50
3.4 几类主要的发光稀土配合物 50
3.4.1 稀土卢二酣配合物 51
3.4.2 稀土竣酸配合物 54
3.4.3 稀土高分子配合物 56
3.4.4 低价稀土配合物 57
3.4.5 近红外发光稀土配合物 57
3.5 发光稀土配合物的应用研究 59
3.5.1 农业方面 59
3.5.2 防伪和装潢方面 59
3.5.3 生命科学方面 60
3.5.4 分析方面 61
3.5.5 光通信和激光方面 61
3.5.6 有机电致发光方面 62
参考文献 62
第4章 稀土配合物介孔杂化发光材料 65
4.1 概述 65
4.2 稀土配合物介孔杂化发光材料的基质材料 70
4.2.1 介孔材料 70
4.2.2 周期性介孔有机硅材料 83
4.3 稀土配合物介孔杂化发光材料的制备方法 91
4.3.1 浸渍法 91
4.3.2 离子交换法 95
4.3.3 共价键嫁接法 99
4.4 以SBA-15 为基质的杂化发光材料 108
4.4.1 引言 108
4.4.2 发射红光的杂化材料 109
4.4.3 发射绿光的杂化材料 120
4.4.4 稀土配合物杂化近红外发光材料 124
4.5 以MCM-41 为基质的杂化发光材料 139
4.5.1 引言 139
4.5.2 漫画法制备的稀土配合物杂化发光材料 140
4.5.3 离子交换法制备的稀土配舍物杂化发光材料 147
4.5.4 共价键嫁接法制备的稀土配合物杂化发光材料 151
4.6 以周期性介孔材料为基质的杂化发光材料 157
4.6.1 引言 157
4.6.2 TbDPS-PMO 样品的制备 158
4.6.3 基质材料DPS-PMO 的结构 158
4.6.4 TbDPS-PMO 样品的荧光光谱 161
参考文献 163
第5章 稀土配合物大孔杂化材料 172
5.1 概述 172
5.2 大孔材料 173
5.2.1 大孔材料的定义 173
5.2.2 大孔材料的合成 174
5.2.3 大孔材料的分类 177
5.2.4 大孔材料的特性 178
5.2.5 大孔材料的化学修饰 179
5.3 饵与工苯甲酷甲烷、邻菲罗啉三元配合物大孔杂化材料 179
5.3.1 饵三元配合物大孔杂化材料样品的制备 180
5.3.2 饵三元配合物大孔杂化材料样品的形态及大孔结构 181
5.3.3 饵三元配合物大孔杂化材料样品的发光和磁性 183
5.4 共价键嫁接稀土(Eu 、Tb) 配合物的大孔杂化发光材料 187
5.4.1 铕和铽对氨基苯甲酸配合物大孔杂化发光材料样品的制备 188
5.4.2 铕和铽对氨基苯甲酸配合物大孔杂化发光材料样品的结构 189
5.4.3 铕和铽对氨基苯甲酸配合物大孔杂化发光材料样品的激发和发射光谱 191
5.5 小结 194
参考文献 195
第6章 稀土配合物高分子杂化材料 199
6.1 概述 199
6.2 无机簇改性高分子材料 200
6.2.1 以硅氧簇为构筑单元的无机簇改性高分子材料 200
6.2.2 以锡氧簇为构筑单元的无机簇改性高分子材料 201
6.2.3 以过夜金属氧簇为构筑单元的无机簇改性高分子材料 202
6.2.4 以多酸为构筑单元的无机簇改性高分子材料 204
6.3 铕配合物高分子杂化发光材料 204
6.3.1 引言 204
6.3.2 杂化材料样晶的制备 205
6.3.3 杂化材料样晶的红外光谱和核磁共振谱 206
6.3.4 杂化材料样品的图体紫外可见漫反射光谱 207
6.3.5 杂化材料样品的激发光谱 208
6.3.6 杂化材料样品的发射光谱 209
6.4 稀土配合物高分子杂化近红外发光材料 213
6.4.1 杂化材料样晶的制备 213
6.4.2 杂化材料样品的结构特点 214
6.4.3 杂化材料样品的图体紫外-可见漫反射光谱 215
6.4.4 杂化材料样晶的激发光谱和发射光谱 216
6.4.5 杂化材料样品的荧光寿命 220
6.5 小结 220
参考文献 221
第7章 稀土配合物多功能杂化材料 227
7.1 概述 227
7.2 以磁性工氧化硅纳米球为基质的稀土配合物杂化磁光双功能材料 228
7.2.1 可见荧光发射的稀士配合物杂化磁光双功能材料 228
7.2.2 近红外荧光发射的稀土配合物杂化磁光双功能材料 237
7.3 以磁性介孔纳米球为基质的错配合物杂化磁光双功能材料 242
7.3.1 EU(TTA)3 phen-Fe3O4aMM 样品的制备 243
7.3.2 EU(TTA)3 phen-Fe3O4aMM 样品的形貌以及结构 244
7.3.3 Eu(TTA)3 phen-Fe3O4aMM 样品的磁性 247
7.3.4 EU(TTA)3 phen-Fe3O4aMM 样品的发光 248
7.3.5 EU(TTA)3 phen-Fe3O4aMM 样品磁光性能的直观显示 249
7.4 小结 249
参考文献 250
第8章 稀土配合物凝胶杂化发光材料 254
8.1 概述 254
8.1.1 有机染料的凝胶杂化发光材料 254
8.1.2 稀土离子的凝胶杂化发光材料 255
8.1.3 稀土配合物的凝胶杂化发光材料 256
8.2 溶胶和凝胶的简介 258
8.2.1 溶胶 258
8.2.2 凝胶 259
8.3 溶胶-凝胶技术 260
8.3.1 溶胶-凝胶技术的基本原理 260
8.3.2 溶胶-凝胶技术的工艺流程 261
8.3.3 溶胶-凝胶技术的特点 262
8.4 稀土配合物凝胶杂化发光材料的制备方法 262
8.4.1 预掺杂法 262
8.4.2 后掺杂法 263
8.4.3 原位合成法 263
8.4.4 共价键嫁接法 264
8.5 稀土配合物凝胶杂化近红外发光材料 265
8.5.1 共价键嫁接稀土(Ln=Er、Nd、Yb、Sm)配合物凝胶杂化近红外发光材料 265
8.5.2 钬配合物凝胶杂化近红外发光材料 279
8.6 铕配合物凝胶杂化发光材料 290
8.6.1 引言 290
8.6.2 Eu(DBM-Si)3(H2O)2-GEL和Eu(DBM-OH)a (H2O)2/GEL样品的制备 291
8.6.3 Eu(DBM-Si)3(H2O)2-GEL和Eu(DBM-OH)a (H2O)2/GEL样品的形貌 293
8.6.4 Eu(DBM-Si)3(H2O)2-GEL和Eu(DBM-OH)a (H2O)2/GEL样品的结构 294
8.6.5 Eu(DBM-Si)3(H2O)2-GEL和Eu(DBM-OH)a (H2O)2/GEL样品的红外光谱 294
8.6.6 Eu(DBM-Si)3(H2O)2-GEL和Eu(DBM-OH)a (H2O)2/GEL样品中的天线效应 295
8.6.7 Eu(DBM-Si)3(H2O)2-GEL和Eu(DBM-OH)a (H2O)2/GEL样品的发射光谱 297
8.6.8 Eu(DBM-Si)3(H2O)2-GEL和Eu(DBM-OH)a (H2O)2/GEL样品的荧光光谱参数 298
8.7 铽配合物凝胶杂化发光材料 300
8.7.1 引言 300
8.7.2 Tb(Tfacac)3phen/GGET和Tb(Tfacac)3phen/GET样品的制备 301
8.7.3 Tb(Tfacac)3phen/GGET和Tb(Tfacac)3phen/GET样品的光谱 302
8.7.4 改性凝胶基质对杂化材料中配合物浓度猝灭的抑制作用 304
8.7.5 样品的荧光寿命 305
8.8 小结 306
参考文献 307
第9章 稀土配合物凝胶薄膜 312
9.1 概述 312
9.2 稀土杂多化舍物的聚醋凝胶薄膜 313
9.2.1 稀土杂多化合物的聚醋凝胶薄膜样品的制各 314
9.2.2 稀土杂多化合物的聚醋凝胶薄膜样晶的紫外光谱 315
9.2.3 稀土杂多化合物的聚醋凝胶薄膜样晶的激发光谱和发射光谱 316
9.2.4 稀土杂多化合物的聚醋凝胶薄膜样品的荧光寿命 323
9.3 共价键嫁接钝配合物的凝胶薄膜 323
9.3.1 钳配舍物艇肢薄膜样品的制备 325
9.3.2 TbDPS-凝胶薄膜样品的结构特点 325
9.3.3 TbDPS-凝胶薄膜样品的紫外-可见吸收光谱 326
9.3.4 TbDPS-凝胶薄膜样品的激发光谱 327
9.3.5 TbDPS-凝胶薄膜样品的发射光谱 328
9.3.6 TbDPS-凝胶薄膜样品的荧光寿命 329
9.4 掺杂错配合物的改性凝胶薄膜 329
9.4.1 Eu(TTA)3phen/改性凝胶薄膜样品的制备 330
9.4.2 Eu(TTA)3phen/改性凝胶薄膜样品的激发光谱 331
9.4.3 Eu(TTA)3phen/改性凝胶薄膜样品的发射光谱 331
9.5 小结 331
参考文献 333
第10章 稀土配合物自组装膜 335
10.1 概述 335
10.1.1 自组装技术 335
10.1.2 自组装膜的应用研究 336
10.1.3 稀土配合物自组装膜的研究进展 337
10.2 1：10 型稀土杂多化合物自组装膜的制备及发光性能 338
10.2.1 1：10 型稀土杂多化合物自组装膜样品的制备 339
10.2.2 EuW10/APS自组装膜样品的光谱 339
10.2.3 DyW10/APS自组装膜样品的激发光谱和发射光谱 342
10.2.4 1：10 型稀土杂多化合物自组装膜样品的荧光寿命 344
10.3 铕杂多化合物/聚合物自组装多层膜的制备及发光性能 344
10.3.1 铺杂多化合物/聚合物自组装多层膜样品的制备 345
10.3.2 EuSiW11/PAA/APS自组装多层膜样品的紫外吸收光谱 345
10.3.3 EuSiW11/PAA/APS自组装多层膜样晶的形貌 346
10.3.4 EuSiW11/PAA/APS自组装多层膜祥晶的激发光谱 347
10.3.5 EuSiW11/PAA/APS自组装多层膜样品的发射光谱 349
10.3.6 EuSiW11/PAA/APS自组装多层膜样品的荧光寿命 350
10.4 小结 350
参考文献 351
第11章 稀土配合物LB膜 353
11.1 概述 353
11.1.1 LB膜技术 353
11.1.2 稀土配合物LB膜的研究进展 355
11.2 铽苯甲酸衍生物配合物LB膜 357
11.2.1 铽苯甲酸衍生物配合物LB膜样品的制备 358
11.2.2 铽苯甲酿衍生物配合物LB膜样品的表面压-面积等温线 358
11.2.3 铽苯甲酸衍生物配合物LB膜样品的形貌与结构 359
11.2.4 铽苯甲酸衍生物配合物LB膜样品的光谱 360
11.2.5 铽苯甲酸衍生物配合物LB膜样品的荧光寿命 362
11.3 系列稀土邻苯二甲酸单酯配合物LB膜 362
11.3.1 系列稀土邻苯二甲酸单酯配合物LB膜样品的成膜性能 362
11.3.2 系列稀土邻苯二甲酸单酯配合物LB膜样品的结掏 363
11.3.3 系列稀土邻苯二甲酸单酯配合物LB膜样品的红外光谱及紫外吸收光谱 364
11.3.4 系列稀土邻苯二甲酸单酯配合物LB 膜样品的发光 365
11.3.5 Tb3+邻苯二甲酸单醋配合物LB膜样品的荧光寿命 367
11.3.6 组合LB膜的发光 368
11.4 系列稀土杂多化合物杂化LB膜 368
11.4.1 稀土杂多化合物杂化LB膜样品的制备 369
11.4.2 稀土杂多化合物杂化LB膜样品的形貌 369
11.4.3 稀土杂多化合物杂化LB膜样晶的特性 371
11.5 小结 376
参考文献 377
第12章 其他稀土杂化发光材料 381
12.1 稀土配合物插层发光材料 381
12.1.1 层状化合物 382
12.1.2 Eu(DBM)3phen/a-ZrP和Tb(acac)3phen/a-ZrP样品的制备 383
12.1.3 Eu(DBM)3phen/a-ZrP和Tb(acac)3phen/a-ZrP样品的结构 384
12.1.4 Eu(DBM)3phen/a-ZrP和Tb(acac)3phen/a-ZrP样品的紫外-可见吸收光谱 385
12.1.5 Eu(DBM)3phen/a-ZrP和Tb(acac)3phen/a-ZrP样品的激发光谱和发射光谱 386
12.1.6 插层发光材料的基质a蹒酸氢锯对稀土发光的作用 387
12.2 稀土配合物/聚合物透明发光树脂 389
12.2.1 引言 389
12.2.2 稀土配合物/聚合物透明发光树脂样品的制备方法 390
12.2.3 稀土配合物/聚合物透明发光树脂样品的性能 390
12.3 掺杂Eu3+的一维多孔工氧化锡纳米材料 394
12.3.1 引言 394
12.3.2 基质材料二氧化锡简介 395
12.3.3 样品的制备 396
12.3.4 前驱体Ph3SnOH的形貌和结构 397
12.3.5 多孔SnO2纳米棒样品的形貌和结构 397
12.3.6 多孔SnO2：EU3+纳米棒样品的形貌、结构和光谱 400
12.4 小结 404
参考文献 405
索引 409
彩图
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