Ln-Cd异核金属-有机发光材料的设计合成、结构调控与性能评价

金属－有机发光材料的开发是一个研究热点，项目提出将镉离子引入到稀土有机－骨架中构建组成和结构新颖的发光材料的新思路。采用以不同的稀土氧化物及各种镉盐为原料，以含有软硬配位点的双功能配体为桥联配体的策略，探索同时含有稀土离子和镉离子的金属－有机骨架材料的合成途径。重点研究骨架中镉离子以及不同有机配体对稀土离子光致发光及荧光寿命的影响，同时对获得的Ln-Cd发光材料的热稳定性、荧光探针以及非线性光学性能等进行研究。系统地总结合成反应规律以及材料的化学组成、结构与功能的关系。另外，应用光、电、磁场和热微扰下的二维相关(红外、拉曼、紫外、可见和荧光等)光谱分析方法,为Ln-Cd化合物的性能研究提供理论依据,为其应用奠定基础。该课题作为光学材料的前沿，必将推动稀土材料化学、配位聚合化学、发光材料、光谱学及结构化学等学科领域的发展，并为新型的光学材料的开发打下基础，具有十分重要的意义。

稀土-过渡金属异核金属-有机发光材料的开发是研究的一个热点。本研究采用以不同的稀土氧化物及各种镉盐为原料，以含有软硬配位点的双功能配体为桥联配体的策略，利用水热法和溶液挥发法合成了一系列同时含有稀土离子和镉离子的异核金属－有机骨架材料：（1）首次合成出基于“心”形Ln-Cd纳米轮簇构建的二维Ln-Cd 异核金属－有机化合物。首次发现其荧光发射峰强度比例的变化与溶液中阳离子极性的变化和浓度变化的趋势完全一致，因此对金属离子的极性和浓度具有荧光探针的性能。该化合物的合成简单，产率和纯度很高，是一类具有应用前景的化学荧光传感器材料。（2）采用相同螯合型配体，合成出结构完全不同的二维Ln-Cd异核金属－有机化合物。这两类化合物都是二维格子层状结构，区别在于结构单元和连接方式不同。考察了骨架中Cd2＋对Ln3＋光致发光及荧光寿命的影响。同时通过荧光研究其对不同客体分子的荧光识别。（3）合成出首例有机-无机杂化的Ln-Cd异核硫酸-羧酸盐，并研究了其室温固态荧光出现的特征线性分裂现象。同时应用热和磁微扰下二维相关红外光谱对这些化合物的结构和性能之间的关系进行了研究。上述的结果证实了我们提出的“将镉离子引入到稀土有机－骨架中构建组成和结构新颖的发光材料”的新思路是正确的。总的来说，该项目的实施，不仅为新型的光学材料的开发奠定了坚实的基础，而且对推动功能材料的稀土材料化学、配位聚合化学、发光材料、光谱学及结构化学等学科领域的发展具有重要科学意义。