ナノサイズゼオライト中における希土類イオンの光励起エネルギー移動過程の解明

阐明纳米沸石中稀土离子的光激发能量转移过程

基本信息

批准号：
15033245
负责人：
和田雄二
金额：
$ 2.69万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

ナノサイズフォージャサイト型ゼオライトの合成を行い、Nd(III)を導入し、かつbis(perfluoromethylsulfonylamide)をカチオンに配位させると配位水を低温で効果的に配位圏から排除することができ、ゼオライト細孔内のNd(III)から近赤外フォトルミネッセンスを取り出すことに成功した。発光寿命を検討した結果、ゼオライト中には短寿命な発光種および長寿命な発光種の2種類が存在することが示された。Nd(III)導入量を増加させると短寿命種から、長寿命種へとNd(III)の化学構造が変化することが結論できた。エネルギー移動に関わらないLa(III)で希釈することにより、発光効率最適化へのエネルギー緩和過程の制御が可能であることを明らかにした。希土類カチオンのf-f遷移が禁制であることは、直接励起によるフォトルミネッセンスの強度は原理的に増大させることはできないことを意味する。光増感剤の導入による増感発光が重要である。上述強発光性Nd(III)を有するナノゼオライト細孔に有機増感剤として8-キノリノールを導入し、初めて、増感に成功した。ゼオライト細孔内にship in bottle合成が可能である。Ru[bpy_3]^<2+>を増感剤として用い、光吸収とNd(III)発光が異なるケイジで起こるシステムを構築し、その発光特性について検討した。Gd(III)の導入されたサンプルに比べてNd(III)の導入されたサンプルの^3MLCT発光強度は減少した。また、^3MLCTの発光寿命が減少したことから、[Ru(bpy)_3]^<2+>の^3MLCTからNd(III)へエネルギー移動が確認された。寿命測定からエネルギー移動効率は、Φ_<ET>=0.63と、高い値を示すことがわかった。Nd(III)の発光波長を検知した励起スペクトルにおいて^1MLCT遷移が観測された。これより、エネルギー移動を経たNd(III)発光が得られることが分かった。ゼオライト細孔内における錯体増感系の初めての例である。

通过合成纳米八面沸石型沸石，引入Nd(III)，并将双(全氟甲基磺酰胺)配位到阳离子上，可以在低温下有效地将配位水排除在配位球之外，成功地从Nd(III)中提取出近红外光致发光。 III) 沸石孔隙中。研究发光寿命的结果表明，沸石中存在两种类型的发光物质：短寿命发光物质和长寿命发光物质。结论是，当Nd(III)引入量增加时，Nd(III)的化学结构从短寿命物种转变为长寿命物种。结果表明，通过用不参与能量转移的La(III)稀释，可以控制能量弛豫过程以优化发光效率。稀土阳离子的禁戒f-f跃迁意味着原则上不能增加直接激发的光致发光强度。通过引入光敏剂来敏化发光是很重要的。我们通过将8-羟基喹啉作为有机敏化剂引入到含有上述高发光Nd(III)的纳米沸石孔中，首次成功实现了敏化。在沸石孔隙内可以进行瓶中合成。我们以Ru[bpy_3]^<2+>为敏化剂，构建了在不同笼内发生光吸收和Nd(III)发射的体系，并研究了其发光特性。与引入Gd(III)的样品相比，引入Nd(III)的样品的^3MLCT发射强度降低。此外，随着^3MLCT的发光寿命降低，证实了从[Ru(bpy)_3]^2+>的^3MLCT到Nd(III)的能量转移。寿命测量表明能量传输效率高达Φ_<ET>=0.63。在 Nd(III) 发射波长处检测到的激发光谱中观察到^1MLCT 跃迁。这表明Nd(III)发射可以通过能量转移获得。这是沸石孔隙内复杂敏化系统的第一个例子。