Strong luminescent lanthanide coordination polymers with heat resistant and thermo-sensible capabilties

具有耐热和热敏能力的强发光稀土配位聚合物

基本信息

批准号：
19J20713
负责人：
FERREIRADAROSA PedroPaulo
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、優れた感温機能を示す強発光性の希土類配位高分子の開発を目的とする。具体的には4,4’-bipyridine配位子を有する七配位希土類錯体の構造変形によって、感温特性を有する配位高分子の形成を行う。この構造変形のプロセスは結晶中に起こり、初めてin-situ希土類配位高分子の合成が期待される。また、機能発展のために、単結晶状態における異なるLn(III)錯体の結晶連結を目指す。新規な方法では、テルビウム(Tb(III))およびジスプロシウム(Dy(III))錯体は同様な構造変化（七配位型錯体から八配位型配位高分子へ）を示すことから、異なる結晶の連結を初めて試みた。また、共焦点レーザー顕微鏡を用いてその新規な連結結晶の光物性および光機能を検討した。PXRDおよび単結晶構造解析によりDy(III)二核錯体はTb(III)二核錯体と同様な構造変化を示すことから、Tb(III)結晶―Dy(III)結晶の連結が可能と考えられる。具体的にはTb(III)二核錯体の結晶とDy(III)二核錯体の結晶を接触させ、配位高分子化後に分子レベルでTb(III)錯体の結晶とDy(III) 錯体の結晶を連結することに成功した。次に、連結結晶の光物性および光機能を検討するために共焦点レーザー顕微鏡を用いて、場所依存の発光スペクトルを測定した。その結果、連結結晶を460nmのレーザー（Dy(III)を選択励起）で励起することで、Dy(III)結晶の部分だけでなくTb(III)結晶の部分も発光することが明らかになった。この励起波長ではTb(III)錯体を励起できないため、Tb(III)の発光はDy(III)結晶からの長いエネルギーマイグレーションに起因すると考えられる。また、DFT計算によりこの長いエネルギーマイグレーションは配位高分子の大きい双極子モーメントに起因すると示唆された。

这项研究旨在开发具有出色温度敏感功能的超发光稀土配位聚合物。具体而言，具有温度敏感特性的协调聚合物是由具有4,4'Bipyridine配体的七配位稀土配合物的结构变形而形成的。这种结构变形过程发生在结晶期间，这是第一次预期的原位稀土协调聚合物的合成。此外，对于功能发展，我们的目标是将单晶状态的不同LN（III）复合物联系起来。在新方法中，Terbium（TB（III））和dy症（DY（III））配合物表现出相似的结构变化（从七个协调的复合物到八协调的聚合物），因此，这是将不同晶体联系起来的首次尝试。此外，使用共聚焦激光显微镜研究了新型链接晶体的光物理特性和光功能。 PXRD和单晶结构分析显示的结构变化类似于TB（III）双核复合物，被认为可以将TB（III）晶体与DY（III）晶体联系起来。具体而言，将结核（III）双核复合物的晶体与DY（III）双核复合物的晶体接触，在协调聚合后，TB（III）复合物的晶体与分子水平的DY（III）络合物的晶体成功联系在一起。接下来，使用共聚焦激光显微镜测量位置依赖性发射光谱，以研究链接晶体的光物理特性和光功能。结果，揭示了连接的晶体用460 nm激光（选择性激发DY（III））激发时，TB（III）晶体的一部分不仅在DY（III）晶体中发出，而且在TB（III）晶体中发出。由于TB（III）复合物在此激发波长下无法激发，因此TB（III）的发射被认为是由于从DY（III）晶体的长能迁移所致。此外，DFT计算表明，这种长的能量迁移是由于配位聚合物的偶极矩引起的。