稀土配合物的合成

1、實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三nLn(III)Salen配合物的水熱合成和熒光性質(zhì)表征（Ln = Sm,Eu,Salen=雙水楊醛縮乙二胺雙水楊醛縮乙二胺Schiff 堿）堿）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過(guò)Ln(III)Salen配合物的制備掌握水熱合成中的一些基本操作技術(shù)；2. 通過(guò)Ln(III)Salen配合物的熒光光譜測(cè)定和分析了解稀土金屬配合物的發(fā)光原理和重要用途。 二 實(shí)驗(yàn)原理1、稀土離子發(fā)光原理、稀土離子發(fā)光原理 稀土元素由于具有未充滿(mǎn)的稀土元素由于具有未充滿(mǎn)的4f電子殼層和電子殼層和4f電電子被外層的子被外層的5s,5p電子屏蔽的特性，使稀土元素電子屏蔽的特性，使稀土元素具有極復(fù)雜的類(lèi)線(xiàn)性光譜。吸收光譜使稀土

2、離具有極復(fù)雜的類(lèi)線(xiàn)性光譜。吸收光譜使稀土離子大多有色，發(fā)射光譜使許多稀土化合物產(chǎn)生子大多有色，發(fā)射光譜使許多稀土化合物產(chǎn)生熒光和激光，因此廣泛用作發(fā)光和激光材料等。熒光和激光，因此廣泛用作發(fā)光和激光材料等。此外還表現(xiàn)豐富的磁學(xué)性質(zhì)，廣泛用作磁性材此外還表現(xiàn)豐富的磁學(xué)性質(zhì)，廣泛用作磁性材料。料。 5具有具有的發(fā)光材料的的發(fā)光材料的，；光譜項(xiàng)的通式為：光譜項(xiàng)的通式為：2S1LJ L為各個(gè)電子軌道角動(dòng)量的矢量和為各個(gè)電子軌道角動(dòng)量的矢量和 Ll1+l2+l3+ L0， 1， 2， 3， 4， 5. ，光譜項(xiàng)光譜項(xiàng) S， P， D， F, G， H(2S1): 自旋多重態(tài)自旋多重態(tài)(spin mult

3、iplicity)，S為總自旋為總自旋(2S1) (2L1) 多重性因子多重性因子J：原子的總角動(dòng)量量子數(shù)；原子的總角動(dòng)量量子數(shù)；J= L+S,L+S-1，, |L-S|, 少于半充滿(mǎn)，少于半充滿(mǎn)，J小能級(jí)最低，多于半充滿(mǎn)時(shí)候，小能級(jí)最低，多于半充滿(mǎn)時(shí)候，J大的能級(jí)為低。大的能級(jí)為低。X103cm-124681012141618202224SmEuTbDy4G5/26H15/26H13/26H11/26H9/26H7/26H5/26F11/26F9/26F7/24G7/27F67F57F47F37F27F17F05D05D15D25D35D47F67F57F47F37F27F17F05D36H

4、15/26H13/26H11/26H9/26H7/26H5/26F7/26F5/26F3/26F1/24F9/24I15/2Pr3H43H53H63F23F33F41G43P22. 2. 稀土配合物合物的熒光原理稀土配合物合物的熒光原理 在在100-1000，壓力為，壓力為1MPa-1GPa條件條件下利用水溶液中物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)所進(jìn)行的合成。下利用水溶液中物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)所進(jìn)行的合成。水熱與溶劑熱合成的生產(chǎn)設(shè)備水熱與溶劑熱合成的生產(chǎn)設(shè)備高壓釜（反應(yīng)釜）高壓釜（反應(yīng)釜）是進(jìn)行高溫高壓水熱與溶是進(jìn)行高溫高壓水熱與溶劑熱合成的基本設(shè)備；劑熱合成的基本設(shè)備；高壓容器一般用特種不銹鋼制成高壓容器一般用特種不銹鋼

5、制成, ,釜內(nèi)襯有化學(xué)惰釜內(nèi)襯有化學(xué)惰性材料，如性材料，如PtPt、AuAu等貴金屬和聚四氟乙烯等耐酸堿等貴金屬和聚四氟乙烯等耐酸堿材料。材料。簡(jiǎn)易高壓反應(yīng)釜實(shí)物圖簡(jiǎn)易高壓反應(yīng)釜實(shí)物圖水的臨界溫度為水的臨界溫度為(374.1 C)，臨界壓力為，臨界壓力為22.1MPa。水熱法按反應(yīng)溫度分類(lèi)可分為：水熱法按反應(yīng)溫度分類(lèi)可分為：1) 低溫水熱法（低溫水熱法（100 C 以下以下 ）2) 中溫水熱法（中溫水熱法（100 -300 C ）3) 高溫水熱法（高溫水熱法（300 C 以上，以上，0.3GPa） （1）在高溫高壓水熱體系中，水的性質(zhì)發(fā)生變?cè)诟邷馗邏核疅狍w系中，水的性質(zhì)發(fā)生變 化化: 蒸氣壓變

6、高、蒸氣壓變高、密度變低、密度變低、表面張力變低、表面張力變低、粘度變低、粘度變低、離子積變高離子積變高水是離子反應(yīng)的主要介質(zhì)水是離子反應(yīng)的主要介質(zhì)密閉加壓條件下加熱沸點(diǎn)以上時(shí)離子反應(yīng)速率密閉加壓條件下加熱沸點(diǎn)以上時(shí)離子反應(yīng)速率會(huì)增大會(huì)增大反應(yīng)介質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響反應(yīng)介質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響（2）反應(yīng)混合物占密閉反應(yīng)釜空間的體積分?jǐn)?shù)）反應(yīng)混合物占密閉反應(yīng)釜空間的體積分?jǐn)?shù)稱(chēng)為填充度。壓強(qiáng)與反應(yīng)容器中原始溶劑的填充稱(chēng)為填充度。壓強(qiáng)與反應(yīng)容器中原始溶劑的填充度有關(guān)度有關(guān) 通常通常50%80% ,壓強(qiáng)是在：壓強(qiáng)是在：0.020.3GPa。（3）合成溶劑性質(zhì)的改變。水熱反應(yīng)中，溶劑會(huì)使反應(yīng)）合成溶劑性質(zhì)的改變。水熱

7、反應(yīng)中，溶劑會(huì)使反應(yīng)物溶解或部分溶解，生成溶劑化合物，這會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)物溶解或部分溶解，生成溶劑化合物，這會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率。在合成體系中，反應(yīng)物在液相中的濃度、解離程度速率。在合成體系中，反應(yīng)物在液相中的濃度、解離程度及聚合態(tài)分布等都會(huì)影響反應(yīng)過(guò)程。特別是有機(jī)溶劑的加及聚合態(tài)分布等都會(huì)影響反應(yīng)過(guò)程。特別是有機(jī)溶劑的加入或部分加入，都會(huì)得到一些理想的結(jié)果入或部分加入，都會(huì)得到一些理想的結(jié)果。水熱與溶劑熱合成的一般工藝是：水熱與溶劑熱合成的一般工藝是： 3 本實(shí)驗(yàn)以Ln(III)Salen為例,通過(guò)水熱合成法來(lái)合成稀土配合物C +2HCCH OHN(CH2)2NH2NCH2CH2NH2Salen

8、n三、實(shí)驗(yàn)儀器及藥品nSmCl36H2O， EuCl36H2O， HCOOH, 乙醇,反應(yīng)釜釜, 烘箱。熔點(diǎn)測(cè)定裝置，F(xiàn)4500熒光光譜儀 四 實(shí)驗(yàn)步驟 1Salen的制備 250 mL三頸瓶中注入40 mL95%乙醇、0.8 mL水楊醛。在攪拌情況下，注入0.35 mL70%(或0.25 mL99%)乙二胺，反應(yīng)45 min。此時(shí)生成亮黃色的雙水楊縮乙二胺片狀晶體。抽濾晶體，用水洗滌三次，然后用95%乙醇洗滌。干燥后稱(chēng)重并計(jì)算產(chǎn)率。2. Ln(III)Salen的合成將0.005mmol的SmCl36H2O或者EuCl36H2O， 與0.01mmol的Salen加乙醇和水混合溶解，然后滴加0.0025mmol HC