含三價釤離子配位聚合物內淬熄效應之研究

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：73

、訪客IP：18.119.120.59

姓名

温書涵(Shu-Han Wen) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

含三價釤離子配位聚合物內淬熄效應之研究

相關論文

★ 二溴一氯甲烷在近紫外光區多光子光解機構之新研究	★ 二溴甲烷及相關分子在近紫外光區多光子光解機構之研究
★ 以近紫外光光解二碘甲烷之光譜研究	★ 以近紫外光光解碘仿及相關分子之光譜研究
★ 266 nm光解碘化甲烷類分子之可見光區放射光譜研究	★ 266 nm光解碘化甲烷類分子之可見光區螢光分光光譜研究
★ 溴仿光解及其反應中間物之測定	★ 溴化亞甲基之雷射誘導螢光分光光譜研究
★ 直流放電自由噴射分子束研究鹵化亞甲基之螢光光譜	★ 利用電子光譜研究雙鹵化亞甲基之基態振動結構
★ 鹵化亞甲基分子之可見光區電子光譜研究	★ 氯化亞甲基之新可見光區電子光譜研究
★ 雙溴化亞甲基分子之高靈敏度螢光分光光譜研究	★ 高靈敏度溴化亞甲基之分光光譜與溴仿光解之放射光譜研究
★ 266 nm雷射光解溴仿之放射光譜	★ 二氯化鍺之紫外光區螢光分光光譜研究

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本論文以中溫水熱法合成以1,4-cyclohexanedicarboxylate (C8H10O4, 簡稱CHDC)作為配位基含有不同莫耳比例稀土元素之R2(CHDC)3 (R= Y, Tb, Sm) 配位聚合物。這些聚合物皆以單晶及粉末X光繞射實驗去鑑定晶體的結構與純度，並以感應耦合電漿原子發射光譜分析儀(ICP-AES)鑑定配位中心之元素比例。在含三價釤離子(trivalent samarium)的配位聚合物光譜中，我們觀測到複雜的淬熄現象(quenching phenomena)。針對這些不同稀土元素比例之配位聚合物，我們取得完整之光致放光光譜(photoluminescence spectra)、激發光譜(excitation spectra)及時間解析光譜(time-resolved spectra)，並藉由分析這些光譜資料，我們成功地以動力學模型去解釋在這些配位聚合物中的淬熄現象，並取得完整的相關速率常數。由分析結果得知其中存在兩種淬熄機制，第一種是在YxSmyTb2-x-y(CHDC)3化合物中，淬熄是與Sm3+與Tb3+的濃度無關；另一種則是在SmxTb2-x(CHDC)3化合物中，淬熄是與Sm3+濃度成正比關係。另外，使用光源355 nm激發時得到的各個化合物淬熄速率都較使用光源303.5 nm時大，顯示以355 nm激發時淬熄效應較為嚴重。

摘要(英)

Coordination polymers, R2(C8H10O4)3, with 1,4-cyclohexanedicarboxylate (C8H10O4, CHDC) ligands and different compositions of rare earth elements (R= Y, Tb, and Sm) were synthesized by mid-temperature hydrothermal method. Single crystal and powder x-ray diffraction (XRD) data of these compounds were acquired for confirming their structure and purity. Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectra (ICP-AES) were also obtained to verify the compositions of rare earth elements. In the spectra of coordination polymers containing trivalent samarium (Sm3+), complicated quenching phenomena were observed. For these coordination polymers, photoluminescence (PL), excitation, and time-resolved spectra were recorded. Kinetics models were adopted for analyzing the spectral data. There exist two quenching mechanisms. For YxSmyTb2-x-y(CHDC)3, the quenching rate is irrelevant to the Sm3+ concentration, whereas for SmxTb2-x(CHDC)3, the quenching rate is proportional to the Sm3+ concentration. The results can successfully explain the observed quenching phenomena, and complete quenching rate constants were determined.

關鍵字(中)

★ 稀土元素
★ 釤離子之淬熄效應

關鍵字(英)

論文目次

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
謝誌 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅶ
表目錄 Ⅹ
第一章緒論 1
1-1 鑭系元素與稀土元素 1
1-2 鑭系元素之放光原理 3
1-2-1 鋱離子發光原理 4
1-2-2 釤離子發光原理 6
1-2-3 銪離子發光原理 6
1-3 研究動機與目標 9
第二章實驗 12
2-1 實驗目標 12
2-2 合成方法 12
2-2-1 中溫水熱合成法 13
2-2-2 實驗藥品 14
2-2-3 R2(CHDC)3晶體合成步驟 15
2-3 鑑定方法 15
2-3-1 單晶X光繞射 16
2-3-2 粉末X光繞射實驗 17
2-3-3 感應耦合電漿原子發射光譜儀 18
2-4 光譜技術簡介 18
2-4-1 吸收光譜(absorption spectra) 19
2-4-2 放射光譜(emission spectra) 19
2-5 光學元件介紹 20
2-5-1 光源 21
2-5-2 單光儀 22
2-5-3 偵測器 23
2-5-4 示波器 24
2-6 光譜分析研究及儀器裝置 25
2-6-1 光致放光光譜 25
2-6-2 激發光譜 27
2-6-3 時間解析光譜 29
第三章結果與討論 31
3-1 R2(CHDC)3 31
3-2 晶體鑑定 31
3-3 晶體結構 33
3-4 光致放光光譜 35
3-5 放光生命期及訊號上升時間 37
3-6 濃度淬熄現象 38
3-7 能量提供者之放光衰退曲線 40
3-8 三維模型分析具濃度淬熄現象之放光衰退曲線 43
3-9 激發光譜 45
3-10 303.5 nm激發之放光衰退曲線 46
3-11 303.5 nm激發之放光衰退曲線分析 48
3-12 355 nm激發之放光衰退曲線分析 54
3-13 淬熄速率與機制之分析 61
3-14 Tb3+之放光生命期 69
第四章結論 70
參考文獻 72

參考文獻

1. Evans, R. C.; Carlos, L. D.; Douglas, P.; Rocha, J. Tuning the emission colour in mixed lanthanide microporous silicates: energy transfer, composition and chromaticity. Journal of Materials Chemistry 2008, 18, 1100-1107.
2. Carnall, W. T.; Goodman, G. L.; Rajnak, K.; Rana, R. S. A systematic analysis of the spectra of the lanthanides doped into single crystal LaF3. The Journal of Chemical Physics 1989, 90, 3443-3457.
3. Luk, C. K.; Richardson, F. S. Circularly polarized luminescence and energy transfer studies on carboxylic acid complexes of europium (III) and terbium (III) in solution. Journal of the American Chemical Society 1975, 97, 6666-6675.
4. An, Y.; Schramm, G. E.; Berry, M. T. Ligand-to-metal charge-transfer quenching of the Eu3+ (5D1) state in europium-doped tris (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionato)gadolinium (III). Journal of Luminescence 2002, 97, 7-12.
5. Blasse, G.; Grabmaier, B. C. Luminescence Materials 1994, Springer-Verlag, Berlin, New York.
6. Cotton, S. Lanthanide and Actinide Chemistry 2006, John Wiley & Sons, Inc., Chichester, England.
7. 陳姿寧, 國立中央大學化學系碩士論文. (2014).
8. 李穗美, 國立中央大學化學系碩士論文. (2015).
9. Ferreira, A.; Ananias, D.; Carlos, L. D.; Morais, C. M.; Rocha, J. Novel microporous lanthanide silicates with tobermorite-like structure. Journal of The American Chemical Society 2003, 125, 14573-14579.
10. 陳孟琳, 國立中央大學化學系碩士論文. (2013).
11. Wang, S. L.; Richerson, J. W., Jr. Neutron powder diffraction study of the mixed-valence vanadium pyrophosphate RbV3P4O17. Zeitschrift für Kristallographie-Crystalline Materials 1992, 202, 227-236.
12. West, A. R. Solid State Chemistry and Its Applications 1984, Wiley, Chichester, West Sussex.
13. Johnson, J. W.; Jacobson, A. J. Redox intercalation reactions of VOPO4•2H2O. Angewandte Chemie International Edition in English 1983, 22, 412-413.
14. Barbara, M. The flux growth of single crystals of rare earth perovskites (orthoferrites, orthochromites and aluminates). Journal of Crystal Growth 1969, 5, 323-328.
15. 陳逸翔, 國立中央大學化學系碩士論文. (2012).
16. Blasse, G. Luminescence of inorganic solids: from isolated centres to concentrated systems. Progress in Solid State Chemistry 1988, 18, 79-171.
17. Wu, Z. C.; Shi, J. X.; Wang, J.; Gong, M. L.; Su, Q. A novel blue-emitting phosphor LiSrPO4: Eu2+ for white LEDs. Journal of Solid State Chemistry 2006, 179, 2356-2360.
18. Kellendonk, F.; Blasse, G. Luminescence and energy transfer in EuAl3B4O12. The Journal of Chemical Physics 1981, 75, 561-571.
19. Yokota, M.; Tanimoto, O. Effects of diffusion on energy transfer by resonance. Journal of The Physical Society of Japan. 1967, 22, 779-784.
20. Bernard, A.; Gravina, R. The emission spectrum of yttrium monoxide: new rotaional and vibrational results on the A2Π-X2Σ+ system. The Astrophysical Journal Supplement Series 1983, 52, 443-450
21. Hasegawa, T. A divalent rare earth oxide semiconductor: yttrium monoxide. Applied Physics Letters 2016, 108, 122102
22. Nicholas, S.; Albert, A. Evaluation of the exothermicity of the chemi-ionization reaction Sm + O  SmO+ + e-. The Journal of Chemical Physics 2015, 142, 134307.

指導教授

張伯琛(Bor-Chen Chang)

審核日期

2016-7-26

推文