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1、硝酸鄰菲咯啉銪配合物的制備和發(fā)光性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2010年6月25日指導(dǎo)老師：吳建中老師實(shí)驗(yàn)評(píng)分：＿＿＿＿＿＿＿＿【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹竣倭私庀⊥僚浜衔锇l(fā)光的基本原理。②學(xué)習(xí)硝酸鄰菲咯啉銪配合物的制備和發(fā)光性質(zhì)研究方法。【實(shí)驗(yàn)原理】①稀土離子為典型的硬酸，易結(jié)合的配體為含氧或氮等配位原子的硬堿配體，如H2O、acac-（乙酰丙酮負(fù)離子）、Ph3PO、Me2SO、edta、phen（鄰菲咯啉）、F-、Cl-、Br-、NCS-和NO3-等。②稀土元素的硝酸鹽、硫氰酸鹽、醋酸鹽或氯化物與鄰菲咯啉在溶劑中作用時(shí)，一般得到RE:p
2、hen=1：2的配合物。本實(shí)驗(yàn)中，起始原料Eu2O3與HNO3反應(yīng)完全蒸干后得到Eu（NO3）3·nH2O（n=5或6），使其在乙醇溶劑中與配體phen直接反應(yīng)，生成產(chǎn)物。反應(yīng)方程式為：Eu（NO3）3·nH2O+2phen=Eu（phen）2（NO3）3+nH2O產(chǎn)物為白色，紫外燈下發(fā)出紅色熒光。發(fā)光機(jī)理與其他大多數(shù)稀土配合物類似。配位體phen吸收紫外光，電子從其基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)的phen通過(guò)非輻射躍遷的方式將能量傳遞給能量匹配的Eu（Ⅲ）離子激發(fā)態(tài)，最后電子從Eu（Ⅲ）離子激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，將
3、能量以光子的形式放出。在整個(gè)過(guò)程中，配體能有效地吸收能量并有效地將能量傳遞給中心離子，人們把發(fā)光稀土配合物中配位體的這種作用比喻為“天線效應(yīng)”。③在激發(fā)光譜中，紫外區(qū)出現(xiàn)一個(gè)寬峰，其最大波長(zhǎng)位于約310nm處，是配體phen的π→π﹡躍遷產(chǎn)生的。在檢測(cè)范圍內(nèi)，發(fā)射光譜中出現(xiàn)的是Eu3+離子的特征發(fā)射峰，這說(shuō)明配體phen將吸收的能量有效地傳遞給了中心Eu3+。發(fā)射光譜數(shù)據(jù)及指認(rèn)列于下表：峰位波長(zhǎng)/nm相對(duì)強(qiáng)度指認(rèn)529弱5D0→7F1615極強(qiáng)5D0→7F2640極弱5D0→7F3680弱5D0→7F4【主要
4、儀器與試劑】（1）儀器電子天平、蒸發(fā)皿、燒杯、三角架、酒精燈、石棉網(wǎng)、表面皿、玻璃棒、抽濾瓶、布氏漏斗紅外燈、2F-200暗箱式紫外分析儀（254nm和365nm）、F-2500熒光光譜儀（2）試劑Eu2O3鄰菲咯啉（A.R.）HNO3(1:1)無(wú)水乙醇（A.R.）【實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象】（1）Eu（phen）2（NO3）3的制備①Eu（NO3）3乙醇溶液的制備在50mL燒杯中稱取白色固體Eu2O30.0096g，在攪拌下加入3mLHNO3（1：1），放在60-70℃水浴上加熱，直至溶解，得到澄清透明溶液。將清液轉(zhuǎn)
5、移至蒸發(fā)皿中，加熱蒸發(fā)至干，得白色固體Eu（NO3）3·nH2O(n=5或6)。留取少量固體，用紅外燈烘干，其他絕大部分加入3mL無(wú)水乙醇使溶解。②鄰菲咯啉溶液的制備在10mL燒杯中稱取鄰菲咯啉0.0202g，加入3-5mL無(wú)水乙醇使其溶解。①Eu（phen）2（NO3）3的制備在攪拌下將上述Eu（NO3）3溶液慢慢加入到鄰菲咯啉溶液中，有白色沉淀生成，攪拌5min使沉淀完全，抽濾分離出固體產(chǎn)物。以每次1mL無(wú)水乙醇洗滌產(chǎn)物三次，將產(chǎn)物轉(zhuǎn)入表面皿中，紅外燈下烘干。（1）Eu（phen）2（NO3）3的發(fā)光性質(zhì)
6、①將烘干的Eu（NO3）3和Eu（phen）2（NO3）3各取少量，至于紫外燈下。分別用254nm和365nm的紫外光照射所得的熒光顏色和強(qiáng)度相差不大。現(xiàn)象如下：Eu（NO3）3發(fā)出極弱的紅光，而Eu（phen）2（NO3）3發(fā)出明亮的紅光。②在熒光光譜儀上進(jìn)一步測(cè)定兩者的熒光光譜。【注意事項(xiàng)】①硝酸銪的制備實(shí)驗(yàn)應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行②如果硝酸銪和鄰菲咯啉不能完全溶解，應(yīng)當(dāng)過(guò)濾，過(guò)濾時(shí)注意用少量無(wú)水乙醇淋洗濾紙，使原料盡可能地不受損失③硝酸應(yīng)稍過(guò)量，若過(guò)量太多會(huì)氧化Eu2+，硝酸溶液（1：1）的濃度約為7moL/L
7、，硝酸的用量應(yīng)控制在2-4mL。④連帶濾紙一起進(jìn)行熒光測(cè)定，濾紙本身也會(huì)產(chǎn)生熒光。【紫外燈下熒光現(xiàn)象分析】Eu（NO3）3發(fā)出極弱的紅光，因?yàn)镋u3+的f→f﹡能級(jí)躍遷是禁阻躍遷。Eu（phen）2（NO3）3發(fā)出明亮的紅光，因?yàn)榕潴wphen作為敏化劑，起到天線效應(yīng)，能夠吸收紫外光，并能通過(guò)非輻射的方式將能量傳遞給Eu3+，使得其激發(fā)，所以Eu3+能發(fā)生f﹡→f能級(jí)躍遷，發(fā)出明亮的紅色熒光?！緹晒夤庾V圖分析】①Eu（phen）2（NO3）3的室溫激發(fā)光譜，λem=616nm在激發(fā)光譜圖中，吸收波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)從2
8、20.0nm到400nm，熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)從0到10000。由圖可知，紫外區(qū)激發(fā)波長(zhǎng)約為285-354nm處出現(xiàn)一個(gè)寬峰，其最大波長(zhǎng)位于約334.0nm處，相對(duì)強(qiáng)度為9412，是由于具有大共軛體系配體phen吸收紫外光，電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，即發(fā)生π→π﹡躍遷產(chǎn)生的。②Eu（phen）2（NO3）3的室溫發(fā)射光譜，λem=310nm在發(fā)射光譜圖中，發(fā)射波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)從400.0nm到700nm，熒光
