文 献 综 述

1课题概况

1.1 引言

21世纪被称为能源、信息和材料的世纪，鉴于材料的重要性，又有人称之为新材料的世纪。不管怎样，21世纪人们将会更加重视发掘现有材料的应用潜力并研制新型材料。固体材料是应用最广的一类材料，根据材料的组成不同，可以将其分为:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四个类别。本文主要关注由稀土金属4f和过渡金属3d在有机配体连接下形成的金属-有机配位聚合物的发展。金属-有机配位聚合物是由金属离子和桥联金属离子的有机配体共同构成的^[1]。它是一系列固态物质，由金属为中心通过有机配体连接起来形成多维度的结构。配位聚合物已成为无机化学和材料化学领域的研究热点之一。

我国具有丰富的稀土资源，稀土元素一直受到人们的青睐。稀土是十分重要的战略资源，在信息、环保、自动化、能源、生物和新材料等高新技术领域及石化、钢铁、农业、冶金等传统行业中具有广泛的应用，涉及到国民经济和人民生活的方方面面^[2]。由于稀土具有许多优异的特性，大力发展稀土在化学热处理领域的应用，可充分发挥资源优势以获得最佳的技术、经济效果。应用在纤维能改善塑料的许多特性，拓宽了纤维用范围，具有较好的市场前景。

1.2 课题简介

互掺稀土有机配合物发光是无机发光与有机发光、生物发光研究的交叉学科，具有重要的理论研究意义及应用研究价值，已越来越广泛地应用于工业、农业、医药学及其它高技术产业#8943; 。稀土有机配合物将稀土离子激发态能及跃迁的优点和有机配体宽吸收带有效传递能量的特点结合起来，发射出稀土离子本身所特有的窄谱线荧光，同时提高量子产率、增强荧光寿命。稀土有机配合物的发光性能与有机配体的结构有密切关系，研究表明配体最低三重态能级与稀土离子激发态能级的匹配是中心稀土离子能否发光的主要因素；配体的共轭程度影响配合物结构的平面性和刚性，从而影响中心稀土离子发光效率的高低^[3] 。因此，开发结构新颖、具有高效能量传递的有机配体一直是配位化学、有机化学等多种学科研究领域的热点课题。

2 互掺型稀土配合物的性质与合成

2.1 磁性

在磁性方面，4f配位簇核物有其独特的优势。4f电子之间通常存在反铁磁相互作用，而且由于4f轨道被外层电子轨道屏蔽的缘故，稀土金属中心之间的磁交换作用一般很弱。虽然单独应用4f金属制备单分子磁体有一定难度，但是已经有不少配合物出现了单分子磁体性质，并被陆续报道。4f稀土离子的优势在于其本身含有大的自旋基态值以及大的磁各向异性^[4]。

2.2 稀土配合物的发光机理

稀土元素一般是指元素周期表中ⅢB族的钪、钇和原子序数为57(镧)到71(镥)的镧系元素的总称．使其在光、电、磁等方面具有独特的性质．当与有机配体配合后，所发出的荧光兼有稀土离子发光强度高、颜色纯正和有机化合物所需激发能量低、荧光效率高、易溶于有机材料的优点，受到人们的重视．近年来稀土近红外发光配合物由于发光具有强度高、寿命长、光谱特征强、背景小的特点，在光纤通讯、荧光免疫、稀土分析等方面具有重要应用价值而引起人们的兴趣．

（1）能量转移模型

能量转移机理认为：配合物通过配体发色团吸收能量后，从基态单重态So激发态单重态s。，单重态S。的寿命很短，很快经过系间窜跃到最低激发态T。，然后由最低激发三重态T 向稀土离子进行能量转移，稀土离子的基态电子受激发跃迁到激发态，当电子由激发态能级回到基态时，发出荧光．该理论较合理地解释了h 离子直接与配体发色团结合的一类配合物发光。

（2）电荷转移模型