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研究生： 陳維旻
Wei-Ming Chen
論文名稱： (ㄧ) 三價鑭系金屬錯合物的合成及其光物理性質的探討 (二) 三價銥金屬錯合物的合成及其在奈米上的應用
指導教授： 季昀
Yun Chi
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學系
Department of Chemistry
論文出版年： 2008
畢業學年度： 96
語文別： 中文
論文頁數： 85
中文關鍵詞： 鑭系金屬錯合物 、銥金屬錯合物 、水溶性
外文關鍵詞： f-f transition, antenna effect
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    • 本論文分成兩個部份：
    在第一部份中我們將介紹一系列 Eu(Ⅲ) 與 Tb(Ⅲ) 金屬錯合物的合成與光物理性質，我們是以它們的溶解度、結構穩定性以及吸收與放光光譜等性質做為指引，一步步將這些鑭系金屬錯合物合成出來，有些結果如我們所預期，有些則否。我們也試圖將這些鑭系金屬錯合應用在最近很熱門的雙光子吸收現象上，但結果失敗了，最後我們從文獻上獲得一些靈感，並且找到未來的方向。
    在第二部份中我們承接實驗室之前的系統合成一系列的 Ir(Ⅲ) 金屬錯合物，我們利用其中一個具有水溶性的錯合物將之包覆在二氧化矽奈米粒子中，並做了一些鑑定與量測，發現它的亮度表現不如預期，同時我們也提出一些解釋。而這個金屬錯合物其他的應用性目前還在進行中。

    第一部份 第一章 、緒論 3 第一節、 鑭系金屬的性質 4 第二節、 鑭系金屬錯合物的光物理性質以及發光機制 5 第三節、 雙光子吸收現象 16 第二章 、實驗部份 20 第一節、 一般敘述 20 第二節、 實驗步驟 22 1. 配位基 bpytz 之合成 22 2. 配位基 dtbpytz 之合成 24 3. 配位基 tpypzCH2tz 之合成 26 4. 配位基 ppypzCH2tz 之合成 29 5. 錯合物 Eu(bpytz)3 之合成 31 6. 錯合物 Tb(bpytz)3 之合成 32 7. 錯合物 Eu(dtbpytz)3 之合成 33 8. 錯合物 Tb(dtbpytz)3 之合成 34 9. 錯合物 Eu(tpypzCH2tz)3 之合成 35 10. 錯合物 Eu(ppypzCH2tz)3 之合成 36 第三章 、結果與討論 37 第一節、 錯合物的結構解析 39 第二節、 錯合物的光物理性質 42 第三節、 在雙光子吸收應用上的可能性 46 第四章、結論 49 參考文獻 50 圖目錄 圖1三價鑭系金屬離子的部份能階圖 6 圖 2 三價鑭系金屬其 4f - 5d transition 與 LMCT 的能量示意圖7 圖 3 鑭系金屬錯合物光敏化過程 9 圖 4 鑭系金屬錯合物放光機制能階圖 10 圖 5 F□rster能量轉移機制 12 圖 6 Dexter能量轉移機制的條件與過程 13 圖 7 量子產率與配位基三重態能量的關係圖 15 圖 8 多光子吸收現象 17 圖 9 錯合物 Eu(dtbpytz)3 的晶體結構 ORTEP 圖 39 圖 10 distorted tricapped trigonal prism 的幾何結構 39 圖 11 鑭系金屬錯合物的UV 吸收光譜 42 圖 12 鑭系金屬錯合物的 PL 放光光譜 43 表目錄 表 1 錯合物 Eu(dtbpytz)3 的鍵長 (□) 鍵角數據 (□) 40 表 2 錯合物 Eu(dtbpytz)3 和 Tb(dtbpytz)3 的晶體繞射數據 41 表 3 錯合物的光物理數據 46 第二部份 第一章 、緒論 3 第一節、 螢光及磷光理論 3 第二節、 影響螢光和磷光的因素 6 第三節、 奈米科技簡介 7 第四節、 二氧化矽奈米顆粒簡介 8 第五節、二氧化矽奈米粒子的性質 10 1. 合成的方法 10 2. 成長二氧化矽奈米粒子的機制 11 3. 影響二氧化矽奈米粒子顆粒大小的分佈 12 第二章 、實驗部份 15 第一節、 一般敘述 15 第二節、 實驗步驟 18 1. 配位基 piqH 之合成 18 2. 配位基 apytzH 之合成 19 3. 錯合物 [Ir(piq)2Cl]2 之合成 20 4. 錯合物 [Ir(piq)2(pytz)] 之合成 20 5. 錯合物 [Ir(piq)2(apytz)] 之合成 21 6. 錯合物 [Ir(piq)2(TES-apytz)] 之合成 22 7. 錯合物 [Ir(piq)2(dppb-4SO3Na )] 之合成 23 8. 二氧化矽奈米顆粒的合成 24 第三章 、結果與討論 25 第一節、錯合物的光物理性質 26 1. 錯合物 [Ir(piq)2(apytz)] UV – PL 的討論 26 2. 錯合物 [Ir(piq)2(pytz)] UV – PL 的討論 26 3. 錯合物 [Ir(piq)2(dppb-4SO3Na )] UV – PL 的討論 27 第二節、染料摻雜的二氧化矽奈米粒子 28 第四章 、結論 31 參考資料 32 附錄………………………………………………………………..33 圖目錄 圖 1 螢光和磷光的放光過程 4 圖 2 光激發光系統的部分能階圖 4 圖 3 (Si-O-Si)n 的網狀結構 9 圖 4 water in oil reverse microemulsion method 11 圖 5 [Ir(piq)2(apytz)] 與 [Ir(piq)2(pytz)] 的UV-PL光譜 25 圖 6 [Ir(piq)2(dppb-4SO3Na)] 在不同溶劑下的UV-PL光譜 26 圖 7 以 St□ber 方法合成的二氧化矽奈米粒子 28 圖 8 以 reverse microemulsion 方法合成的二氧化矽奈米粒子 28 圖 9 染料參雜二氧化矽奈米粒子的UV-PL圖譜 29

    第一部份
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