稀土配合物的熒光由于其壽命長(zhǎng)、色純度高、光度強(qiáng)、靈敏度高等特點(diǎn)，使其成為理想的熒光感應(yīng)材料，在環(huán)境監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)品檢測(cè)、國(guó)土安全等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是稀土離子具有配位數(shù)高、配位構(gòu)型不確定及容易水解等特點(diǎn)，因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)具有良好發(fā)光性能的單核及多核稀土配合物的有效構(gòu)筑具有很大的挑戰(zhàn)性。深入開(kāi)展對(duì)多核稀土配合物的結(jié)構(gòu)與發(fā)光性能關(guān)系的研究，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

化材學(xué)院2017級(jí)化學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生袁碧晨在課題組前期實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，合成了2個(gè)新的含(CH₂)₂NH(CH₂)₂骨架的柔性席夫堿配體。利用這兩個(gè)具有良好配位性能的柔性配體，合成了2個(gè)單核稀土配合物[LnL¹(NO₃)(H₂O)DMF] (Ln = Nd (1) and Yb (2))和2個(gè)雙核稀土配合物[Ln₂(L²)₂(OAc)₂] (Ln = Nd (3) and Yb (4))。通過(guò)X-射線(xiàn)晶體學(xué)手段確定了這四種配合物的晶體結(jié)構(gòu)。席夫堿配體在配合物1-4中呈“折疊”結(jié)構(gòu)，其官能氮、氧原子與稀土離子配位。席夫堿配體的長(zhǎng)度約為18 ?，有助于形成大尺寸金屬配合物。有趣的是,雙核配合物3和4具有納米尺寸結(jié)構(gòu)，它們的分子大小約為7 × 11 × 16 ?。能量色散X射線(xiàn)光譜分析表明，它們的Nd:Br:O摩爾比與晶體結(jié)構(gòu)一致。發(fā)光性能研究表明，這些配合物中的席夫堿配體能有效地將能量轉(zhuǎn)移給稀土離子，使它們顯示出稀土離子的近紅外發(fā)光。同時(shí)，研究表明，由于具有較高的分子內(nèi)傳能效應(yīng)，配合物3和4的近紅外發(fā)射量子產(chǎn)率分別高于配合物1和2。該研究對(duì)如何通過(guò)設(shè)計(jì)合成新的柔性有機(jī)配體，達(dá)到調(diào)控不同稀土配合物結(jié)構(gòu)及性能的目的，具有較好的理論指導(dǎo)意義。相關(guān)結(jié)果在國(guó)際期刊Journal of Rare Earths（SCI二區(qū)期刊，DOI:10.1016/j.jre.2019.02.014，2020，38，143-147）上發(fā)表。

圖1. 稀土配合物1（左）和3（右）的晶體結(jié)構(gòu)圖。

圖2. 稀土配合物1-4的激發(fā)及近紅外發(fā)射譜圖。

第一作者袁碧晨為化學(xué)與材料工程學(xué)院2017級(jí)化學(xué)師范專(zhuān)業(yè)本科生，該工作在導(dǎo)師楊小平教授指導(dǎo)下完成。