Tổng hợp và nghiên cứu khả năng ứng dụng của một số phức chất đất hiếm phát huỳnh quang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  ĐOÀN KIM PHỤNG TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT ĐẤT HIẾM PHÁT HUỲNH QUANG LUẬN VĂN THẠC S

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



ĐOÀN KIM PHỤNG

TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT ĐẤT HIẾM PHÁT

HUỲNH QUANG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN



ĐOÀN KIM PHỤNG

TỔNG HỢP VÀ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT ĐẤT HIẾM PHÁT

HUỲNH QUANG

Chuyên ngành : Hóa vô cơ

Mã số : 60440113

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HÙNG HUY

MỞ ĐẦU

β-đixetonat đất hiếm là phức của β-đixeton với các ion đất hiếm Trên thế giới, các phức chất đã được nghiên cứu từ rất lâu do khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng như các thiết bị quang học, đầu dò phát quang trong phân tích y sinh, cảm biến phát quang, điot phát quang, vật liệu phát quang,

Các β-đixetonat đất hiếm đầu tiên đã được điều chế bởi Urbain vào cuối thế kỉ

19 (Urbain, 1897) Ông đã tổng hợp được phức chất tetrakis-xetylaxetonat của xeri(IV) và phức chất hyđrat tris-axetylaxetonat của La(III), Gd(III) và Y(III)

Ngày nay, các nghiên cứu về β-đixetonat đất hiếm được chú ý nhiều bởi ứng dụng của chúng với vai trò là các vật liệu phát quang, trong đó có ứng dụng làm mực phát quang

Ở nước ta hiện nay, mực phát quang chưa được nghiên cứu sản suất Bộ công an vẫn phải nhập mực phát quang của Mỹ để sử dụng trong công tác bảo mật

Để góp phần vào hướng nghiên cứu chung đó, chúng tôi tiến hành đề tài “Tổng

hợp và nghiên cứu khả năng ứng dụng của một số phức chất đất hiếm phát huỳnh quang.”

Mục đích của đề tài này là tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và tính chất phát quang của một số β-đixetonat kim loại chuyển tiếp Từ đó nghiên cứu khả năng ứng dụng của phức β-đixetonat kim loại chuyển tiếp Do đó, đề tài gồm những nội dung chính sau:

1 Tổng hợp phức chất bậc hai benzoyltrifloaxetonat đất hiếm [Eu(TTA)3(H2O)2]

2 Tổng hợp các phức chất hỗn hợp benzoyltrifloaxetonat đất hiếm với 2 phối

tử hữu cơ [Eu(TTA)3(phen)] và [Eu(TTA)3(dpy)]

3 Phân tích phổ hồng ngoại của 03 phức chất đã tổng hợp được

4 Nghiên cứu cấu trúc phức chất bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể

5 Nghiên cứu phổ phát huỳnh quang của [Eu(TTA)3(phen)] và [Eu(TTA)3(dpy)]

6 Khảo sát quy trình trộn phức chất trong nền mực in

7 Nghiên cứu sự thay đổi cường độ phát huỳnh quang của phức chất khi trộn vào mực in với các nồng độ khác nhau

Nghiên cứu thay đổi cường độ phát huỳnh quang của mực in theo thời gian Chúng tôi hy vọng rằng, các kết quả thu được sẽ đóng góp một phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu phức chất của đất hiếm với các β-đixetonat

TÓM TẮT LUẬN VĂN

β-đixetonat đất hiếm là phức của β-đixeton với các ion đất hiếm Trên thế giới, các phức chất đã được nghiên cứu từ rất lâu do khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực quan trọng như các thiết bị quang học, đầu dò phát quang trong phân tích y sinh, cảm biến phát quang, điot phát quang, vật liệu phát quang,

Các β-đixetonat đất hiếm đầu tiên đã được điều chế bởi Urbain vào cuối thế kỉ

19 (Urbain, 1897) Ông đã tổng hợp được phức chất tetrakis-xetylaxetonat của xeri(IV) và phức chất hyđrat tris-axetylaxetonat của La(III), Gd(III) và Y(III)

Ngày nay, các nghiên cứu về β-đixetonat đất hiếm được chú ý nhiều bởi ứng dụng của chúng với vai trò là các vật liệu phát quang, trong đó có ứng dụng làm mực phát quang

Ở nước ta hiện nay, mực phát quang chưa được nghiên cứu sản suất Bộ công an vẫn phải nhập mực phát quang của Mỹ để sử dụng trong công tác bảo mật

Để góp phần vào hướng nghiên cứu chung đó, chúng tôi tiến hành đề tài “Tổng

hợp và nghiên cứu khả năng ứng dụng của một số phức chất đất hiếm phát huỳnh quang.”

Mục đích của đề tài này là tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và tính chất phát quang của một số β-đixetonat kim loại chuyển tiếp Từ đó nghiên cứu khả năng ứng dụng của phức β-đixetonat kim loại chuyển tiếp Do đó, đề tài gồm những nội dung chính sau:

8 Tổng hợp phức chất bậc hai benzoyltrifloaxetonat đất hiếm [Eu(TTA)3(H2O)2]

9 Tổng hợp các phức chất hỗn hợp benzoyltrifloaxetonat đất hiếm với 2 phối

tử hữu cơ [Eu(TTA)3(phen)] và [Eu(TTA)3(dpy)]

10 Phân tích phổ hồng ngoại của 03 phức chất đã tổng hợp được

11 Nghiên cứu cấu trúc phức chất bằng phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể

12 Nghiên cứu phổ phát huỳnh quang của [Eu(TTA)3(phen)] và [Eu(TTA)3(dpy)]

13 Khảo sát quy trình trộn phức chất trong nền mực in

14 Nghiên cứu sự thay đổi cường độ phát huỳnh quang của phức chất khi trộn vào mực in với các nồng độ khác nhau

Nghiên cứu thay đổi cường độ phát huỳnh quang của mực in theo thời gian Chúng tôi hy vọng rằng, các kết quả thu được sẽ đóng góp một phần nhỏ vào lĩnh vực nghiên cứu phức chất của đất hiếm với các β-đixetonat

TÀI LIỆU THAM KHẢO

A – TIẾNG VIỆT

1 Nguyễn Thu Hà (2014), Tổng hợp nghiên cứu cấu trúc và tính chất của một số

β- đixetonat kim loại chuyển tiếp, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN –

ĐHQG Hà Nội

2 Lê Hùng (2003), Hóa học các nguyên tố đất hiếm, Nhà xuất bản ĐHQGHN,

Hà Nội

3 Lê Chí Kiên (2007), Hóa học phức chất, Nhà xuất bản ĐHQGHN, Hà Nội

4 Hoàng Nhâm (2001), Hoá học vô cơ T3, Nhà xuất bản Giáo Dục, Hà Nội

5 Nguyễn Văn Ri, Tạ Thị Thảo (2003), Thực tập Hóa học Phân tích, Tập 1, Nhà

xuất bản ĐHQGHN, Hà Nội

6 Nguyễn Trường Sơn (1981), Mực in và các chất pha chế, Nhà xuất bản

Trường Trung cấp kỹ thuật in, Hà Nội

7 Thái Doãn Tĩnh (2006), Cơ sở Hóa học hữu cơ – Tập 1, Nhà xuất bản Khoa

học và Kỹ thuật Hà Nội

8 Nguyễn Đình Triệu (2002), Các phương pháp Vật lý ứng dụng trong Hóa học,

Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội

9 Huỳnh Thị Miền Trung (2009) , Tổng hợp và nghiên cứu tính chất phức chất

axetylaxetonat của một số kim loại, Luận văn thạc sĩ khoa học, ĐHKHTN

– ĐHQG Hà Nội

10 Nguyễn Trọng Uyển, Nguyễn Đình Bảng, Lê Hùng, Trịnh Hồng Ngọc(1984),

Nghiên cứu sự tạo phức của các nguyên tố đất hiếm với EDDS bằng chuẩn độ pH, Báo cáo hội nghị khoa học đất hiếm toàn quốc, Hà Nội

11 Đào Hữu Vinh, Lâm Ngọc Thụ (1979), Chuẩn độ Phức chất (sách dịch), Nhà

xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội

B – TIẾNG ANH

12 D L Pavia, G M Lampman, G Kerz(2000), Introduction to spetroscopy,

Department of Chemistry, Western Washington University

13 Glinka N L (1981), “General chemistry”, Mir publishers Moscow, Vol 2, pp

311-17

14 Gschneidner K A., Binnemans K (2005), Handbook on the Physics and

Chemistry of Rare Earths,Elsevier science

15 Greenwood N., Earnshaw A (1984), Chemistry of elements, Pergamon Press,

Oxford - New York - Toronto - Sydney - Paris - Frankfurt

16 Indrasenan P., Lakshmy M (1997), ''Synthesis and infrared spectra studies of

some lanthannide complexes with leucine'', Indian Journal of Chemistry,

Vol 36 A, pp 998-1000

17 Jingya Li, Hongfeng Li, Pengfei Yan, Peng Chen, Guangfeng Hou,and

Guangming Li (2011), Synthesis, Crystal Structure, and Luminescent

Properties of 2-(2,2,2-Trifluoroethyl)-1-indone Lanthanide Complexes,

Inorganic Chemistry

18 Jing Feng, Jiang-Bo Yu, Shu-Ya Song, Li-Ning Sun, Wei-Qiang Fan,

Xian-Min Guo, Song Dang ang Hong-Jia Zhang (2009), Near-infrared

luminescent xerogel materials covalently bonded with ternary lanthanide complexes, Doltontrans

19 Jose A Fernandes, Susana S Braga, Martyn Pillinger et al (2006), ''

-Cyclodextrin inclusion of europium (III) tris(-diketonate)-bipyridine'',

Polyhedron, Vol 25, pp 1471-1476

20 Katok K V., Tertykh V A., Brichka S Y., Prikhodko G P (2006), “Pyrolytic

Synthesis of Cacbon Nanostructures on Ni, Co, [Fe/MCM-4] Catalysts”,

Materials Chemistry and Physics, Vol 96, pp 369-401

21 Keppler B K, Friesen C., Vongerichten H., Vogel E (1993), Metal Complexes

in Cancer Chemotherapy, VCH, Weinheim, Germany

22 Koen Binnemans (2005), Chapter 225 Rare-earth β-diketonates, Katholieke

University Leuven, Department of Chemistry, Celestijnenlaan 200F

25 Lui L., Xu Z., Lou Z., F Zhang., Sun B., Pei J (2006), “Luminnescent

Properties of a Novel Terbium Complex Tb(o-BBA)3(phen)”, Journal of

Rare Earths, Vol 24, pp 253-256

26 Malandrino G., Incontro O., Castelli F., Fragalà I L., Benelli C (1996),

Synthesis, “Characterization and Mass Transport Properties of Two Novel Gd(III) hexafluoroacetylacetonate Polyether Adducts: Promising Precursors for MOCVD of GdF3 Films”, Chemistry of Materials, Vol 8,

pp 1292

27 Masa, Werner (2003), Crystal Structure Determination, Springer

28 Mary Frances Richardson, William F Wagner, Donald E Sands (1968),

''Rare-earth trishxafluoroacetylacetonates and related compounds'', J

Inorg Nucl Chem., Vol 30, pp 1275-1289

29 McAleese J., Plakatouras J C., Steele B C H (1996), “Thin Film Growth of

Godolinia by Metal-Organic Chemical Vapour Deposition (MOCVD)”,

Thin Solid Films, Vol 286, pp 64-71

30 McAleese J., Steele B C H (1998), “Corrosion of Ferritic Stainless Steel

During Metal-Organic Chemical Vapour Deposition Growth Using a

Fluorinated Precursor”, Corrosion Science, Vol 40, pp 113-123

31 Mehrotra R C., Bohra R., Gaur D P (1978), Metal β-Diketonates and Allied

Derivatives, Academic Press, London

32 Meng G Y., Song H Z., Wang H B., Xia C R., Peng D K (2002), “Progress

in Ion-Transport Inorganic Membranes by Novel Chemical Vapor

Deposition (CVD) Techniques”, Thin Solid Films, Vol 409, pp 105-111

33 Neelgund G M., Shivashankar S A., Narasimhamurthy T., Rathore R S

(2007), “Tris(acetylacetonato-k2 O,O’)(1,10-phenanthroline- k2 N,N’)

erbium(III)”, Metal-Organic Compounds, Vol 63, pp 74-76

34 Paula C R Soares-Santos, Filipe A Almeida Paz, et al., (2006),

''Coordination mode of pyridine-carboxylic acid derivatives in samarium

(III) complexes'', Polyhedron, Vol 25, pp 2471-2482

35 Przystal J K., William G B., Liss I B (1971), “The preparation and

Characterization of some Anhdrous Rare Earth Tris-acetylacetonates”,

Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry, Vol 33, pp 679-689

36 Singh M P., Thakur C S., Shalini K., Bhat N., Shivashankar S A (2003),

“Structural and Electrical Characterization of Erbium Oxide Films Grown

on Si (100) by Low-pressure Metalorganic Chemical Vapor Deposition”,

Aplied Physics Letters, Vol 83, pp 2889-2991

37 Singh M P., Shripathi T., Shalini K., Shivashankar S A (2007), “Low

Pressure MOCVD of Er2O3 and Gd2O3 Films”, Materials Chemistry and

Physics, Vol 105, pp 433-441

38 Utriainen M., Laukkanen M., Johansson L S (2000), “Niinisto L., Studies of

Metallic Thin Film Growth in an Atomic Layer Epitaxy Reactor Using

M(acac)2 (M=Ni, Cu, Pt) Precursors”, Applied Surface Science, Vol 157,

pp 151-158

39 Waechtler T., Oswald S., Roth N., Jakob A., Lang H., Ecke R., Schulz S E.,

Gessner T (2009), “Copper Oxide Films Grown by Atomic Layer Depositionfrom Bis(tri-n-butylphosphane) Copper(II) Acetylacetonate”,

Journal of the Electrochemical Society, Vol 156, pp 453-459

40 Wenzel T J (1986), Lanthanide Shift Reagents in Stereochemical Analysis,

VCH Publishers Weinheim

41 Watson W H., Williams R J., Stemple N R (1972), “The Crystal Structure of

Tris(acetylacetonato)(1,10-phenanthroline) Europium(III)”, Journal of

Inorganic and Nuclear Chemistry, Vol 34, pp 501-508

42 Weiss F., Schmatz U., Pisch A., Felten F., Pignard S., Sénateur J P., Abrutis

A., Fröhlich K., Selbmann D., Klippe L (1997), “Thin Films by

Innovative MOCVD Processes”, Journal of Alloys and Compounds, Vol

251, pp 264-269

43 Zaitzeva I G., Kuzmina N P., Martynenko L I (1995), “The Volatile Rare

Earth Element Tetrakis-acetylacetonates”, Journal of Alloys and

Compounds, Vol 225, pp 393-395