稀土Sm化合物硅橡胶材料的制备及发光性能(7)

2019-03-05 22:49

300 A(1) A(2) A(3) A(4) A(5)250200intensity150100500500550600650700wavelenth(nm) 图5-4不同掺杂浓度样品的发射光谱图合图

从图5-4可以看出,不同Sm(DBM)3phen掺杂浓度的Sm(DBM)3phen/硅橡胶材料均在566,605和649nm处有强的吸收峰,具体归属为Sm(DBM)3phen的特征光谱565 nm (4G 5/2 →6H 5/2 ) , 603 nm (4G 5/2 →6H 7/2 ) , 646 nm (4G 5/2 →6H 9/2 )。从图中还可看到,Sm(DBM)3phen/硅橡胶材料的荧光性能随着Sm(DBM)3phen掺入浓度的增加有递增的趋势,没有发生荧光猝灭现象。可见稀土Sm有机化合物掺入硅橡胶后,保持化合物原有的发光特性,制成的稀土有机化合物硅橡胶复合材料具有良好的发光性能。 (2)4G5/2→6H9/2跃迁与4G5/2→6H5/2跃迁强度比η

由于Sm3+离子的4G5/2→6H5/2为磁偶极跃迁(磁偶极的线性振子强度(Smd)是不随介质而改变的,但其跃迁强度却与介质或体系的性质有关,因此,体系的折射率不同,会造成磁偶极跃迁在荧光光谱上表现出强度的差异),可作为参比,而4G5/2→6H9/2跃迁为电偶极跃迁,因此这两个跃迁的强度比η可表征Sm3+掺杂材料4G5/2→6H9/2跃迁的发光情况,η值越大, 4G5/2→6H9/2跃迁的发光越强。

对比不同掺杂浓度样品的跃迁强度比η,如图5-5所示:

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图5-5不同掺杂浓度样品的跃迁强度比η

从图5-6 中可以看出,随着掺杂浓度的改变,跃迁强度比值并没有显著的变化。这表明Sm3+离子附近的环境并没有随着掺杂浓度的增加而发生改变,这可从化合物的分子结构来解释[21-23]:

图5-6 Sm(DBM)3phen的分子结构图

Sm3+离子和来自DBM的6个O原子和2个来自phen的N原子配位, Sm3+离子的配位多面体为畸变四方反三棱柱,Sm3+被有机配体包围在中心,这些配体由于空间体积较大,在Sm3+离子周围形成了一个保护层。这一保护层可以保护Sm3+离子周围的微环境,使其不受外部因素的影响,如浓度的变化、掺入其他高分子等。这也充分说明,Sm3+离子外层电子

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形成了满壳层(5s25p6),4f轨道处于内层,f-f跃迁几乎不受外部场的影响,其发射波长是稀土离子自身的特有行为,而与周围环境无关,材料的发光颜色基本不随基质的不同而改变,所以Sm化合物硅橡胶体系保持Sm有机化合物原有的荧光性能。

第六章 总结

(1)Sm(DBM)3Phen/硅橡胶材料的硬度随Sm(DBM)3Phen的掺入浓度的增加略有下降,因其受到交联密度不高的影响。

(2)Sm(DBM)3Phen/硅橡胶材料的拉伸性能的影响不大,随着Sm(DBM)3Phen掺入量增多,断裂力及拉伸强度等拉伸性能变化不大,也是受交联程度的影响。而扯断伸长率略有上升。

(3)随着Sm(DBM)3Phen掺入量增多,复合材料整体荧光性能也随着增强,且没有荧光猝灭现象。其原因是Sm(DBM)3Phen的特殊分子结构对Sm3+的屏蔽作用起到有效的保护,使其保持自身原有的荧光性能不受外界影响。

致谢

本论文的完成离不开梁浩老师的悉心指导及身边几位朋友的帮助,对他们的谢意尽在不言中。

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