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Scientific Reports volumen 6, número de artículo: 24458 (2016) Citar este artículo

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Nuevos luminóforos organo-EuIII, Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y (hfa: hexafluoroacetilacetonato, CPO: óxido de 4-carboxifenildifenilfosfina, TCPO: 4,4′,4″-tricarboxifenilo óxido de fosfina), se sintetizaron mediante la complejación de iones EuIII con restos hfa y ligandos CPO o TCPO. Las estabilidades térmica y luminiscente de los luminóforos son extremadamente altas. La temperatura de descomposición de Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y se determinó como 200 y 450 °C, respectivamente. La luminiscencia de Eu(hfa)x(TCPO)y bajo irradiación con luz ultravioleta se observó incluso a una temperatura alta, 400 °C. Las propiedades luminiscentes de Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y se estimaron a partir de espectros de emisión, rendimientos cuánticos y mediciones de vida útil. La eficiencia de transferencia de energía de restos de hfa a iones EuIII en Eu(hfa)x(TCPO)y fue del 59%. La luminiscencia fotosensibilizada de Eu(hfa)x(TCPO)y hiperestable a 400 °C se demuestra para futuras aplicaciones fotónicas.

Ha habido un gran interés en el desarrollo de materiales de lantánidos luminiscentes para su uso en dispositivos como lámparas fluorescentes1,2,3, luces LED4,5,6,7,8,9,10,11 y pantallas10,11,12,13. Recientemente, nos hemos centrado en luminóforos organolantánidos con fuertes propiedades luminiscentes para futuras medidas de ahorro de energía14. Los luminóforos organolantánidos están unidos a una antena aromática para una alta eficiencia de absorción de fotones. Desafortunadamente, los luminóforos orgánicos generales se descomponen por debajo de los 200 °C. En el caso de aplicaciones industriales de dispositivos orgánicos que utilizan materiales de lantánidos luminiscentes, se requiere termoestabilidad para un proceso de producción de materiales eficaz y una durabilidad a largo plazo. Este manuscrito describe nuevos luminóforos organolantánidos con termoestabilidad y fuertes propiedades luminiscentes mediante un efecto fotosensibilizado. El luminóforo organolantánido a 400 °C es un material inconcebible, que tiene las características de cerámica sólida y moléculas inteligentes.

Actualmente existen varios tipos de luminóforos organolantánidos basados ​​en el diseño característico de ligandos que se han desarrollado como materiales fuertemente luminiscentes14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28 ,29,30,31,32,33,34,35. Una red tridimensional compuesta de luminóforos organolantánidos, que evitan la vibración de estiramiento y las rotaciones de ligandos orgánicos, conduce a una estructura termoestable. Du y sus compañeros de trabajo han sintetizado un compuesto de lantánido tridimensional con ácido 1,3-bencenodicarboxílico para la construcción de una estructura termoestable36. Hong y sus compañeros han demostrado que una estructura organometálica (MOF) de lantánido tridimensional compuesta de iones de lantánido (LnIII = Nd, Sm, Eu, Gd) y óxido de tris-(4-carboxilfenil)fosfina tiene una alta temperatura de descomposición (500 °C)37. Sin embargo, los ligandos articulares de tipo benceno no promueven una fotosensibilización eficaz en luminóforos organo-EuIII (η <1%). Se espera que los luminóforos de lantánidos termoestables con fotosensibilización efectiva abran un nuevo campo en la ciencia de los materiales luminiscentes. Hemos intentado preparar un material organolantánido con alta termoestabilidad y luminiscencia fotosensibilizada eficaz. En este estudio, se informan nuevos luminóforos organo-EuIII con restos de hfa (hfa: hexafluoroacetilacetonato) y óxido de carboxifosfina (CPO: óxido de 4-carboxifenildifenilfosfina/TCPO: óxido de 4,4′,4″-tricarboxifenilfosfina), las estructuras de los cuales se muestran en la Fig. 1. Los restos hfa actúan como ligandos de fotosensibilización en luminóforos organo-EuIII y desempeñan un papel importante en la supresión de la transición no radiativa a través de la relajación vibratoria debido a sus frecuencias vibratorias más bajas. La coordinación de las partes de óxido de fosfina en CPO y TCPO como ligandos de unión tridimensionales proporciona una frecuencia de baja vibración para una luminiscencia fuerte. Los ligandos CPO y TCPO también están diseñados para incluir grupos carboxi para la construcción de la estructura termoestable Ln-MOF informada por Hong y compañeros de trabajo37. Se preparó un complejo mononuclear de EuIII, Eu(hfa)3(TPPO)2 (TPPO: óxido de trifenilfosohina) como referencia estándar. La termoestabilidad de los luminóforos organo-EuIII se evaluó mediante análisis termogravimétrico (TGA). Las propiedades luminiscentes se estimaron a partir de espectros de emisión, rendimientos cuánticos y mediciones de vida útil. Se observó con éxito la brillante luminiscencia de Eu(hfa)x(TCPO)y a 400 °C y se calculó que la eficiencia de transferencia de energía de Eu(hfa)x(TCPO)y era del 47%. Así, se demostraron por primera vez luminóforos organo-EuIII fotosensibilizados termoestables y eficaces.

Imágenes estructurales del luminóforo EuIII, Eu(hfa)x(TCPO)y, Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)3(TPPO)2 descritas usando GaussView 5.0.

En trabajos anteriores se ha informado del luminóforo EuIII con óxido de carboxifosfina37. El material no tiene restos de hfa fotosensibilizados. Eu(hfa)x(TCPO)y y Eu(hfa)x(CPO)y se sintetizaron mediante la complejación del óxido de carboxifosfina (CPO o TCPO) con Eu(hfa)3(H2O)2 en metanol a reflujo. Las partes de óxido de fosfina (P = O) y los grupos carboxi (COO-) en los ligandos CPO y TCPO promueven eficazmente la formación de estructuras poliméricas. Las bandas vibratorias significativas en los grupos C=O y P=O de Eu(hfa)x(CPO)y se desplazaron para acortar los números de onda (1658 y 1143 cm-1) (ligando de CPO: 1702 y 1151 cm-1). Las bandas IR de Eu(hfa)x(TCPO)y también se observaron a 1622 y 1102 cm-1, que son más cortas que las del ligando (ligando TCPO: 1692 y 1115 cm-1) (ver Información complementaria, Fig. S1). Sintetizamos con éxito Eu (hfa) x (TCPO) y sin condición base. Esta reacción de quelato es un nuevo método para la preparación de Eu(hfa)x(TCPO)y. Por otro lado, Eu(hfa)x(CPO)y se prepara en condiciones básicas (adición de trietilamina). La diferencia de reacción podría deberse a la fracción de los ligandos articulares, CPO y TCPO. Las x e y en las fórmulas Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y se definen 0 < x < 1 y 0 < y < 3. Estimamos x = 0,38, y = 2,12 en Eu(hfa)x(CPO)y y x = 0,03, y = 1,92 en Eu(hfa)x(TCPO)y utilizando datos EDX (consulte Información complementaria, Fig. S2). Para identificar la estructura de Eu (hfa) x (TCPO) y, intentamos medirla mediante análisis de estructura de rayos X monocristalinos. Se determinó que la estructura era una estructura de ocho coordinadas con dos moléculas de agua y cinco ligandos de TCPO. Los dos ligandos de TCPO muestran una conexión en puente bidentado entre dos iones EuIII (TCPO A en la Fig. 2). También encontramos que dos ligandos de TCPO muestran una conexión bidentada (TCPO B) y monodentada (TCPO C) en un ion EuIII. El ligando TCPO final está unido a un ion EuIII mediante el grupo P=O (TCPO D). El cristal Eu(hfa)x(TCPO)y proporciona una estructura de red tridimensional. Este monocristal incluye cuatro moléculas de metanol en una unidad (Fig. 2 y Tabla 1). Estas estructuras de los compuestos poliméricos se analizaron mediante mediciones de difracción de rayos X (DRX). La Figura 3 muestra patrones de XRD para ambos luminóforos. Se observaron picos amplios para Eu (hfa) x (CPO) y alrededor de 20 ° y 28 ° (Fig. 3a). El Eu(hfa)x(CPO)y tiene una estructura amorfa a temperatura ambiente. Por el contrario, el polvo blanco preparado de Eu(hfa)x(TCPO)y tiene picos notables en 11,29°, 12,41°, 13,45°, 14,76°, 18,88°, 19,47°, 22,62°, 23,44°, 24,23°, 25,41°, 28,48° y 30,11° (Fig. 3b), y Eu(hfa)x(TCPO)y después del tratamiento térmico (90 °C, 2 h, bajo presión reducida) también tiene un pico notable a 11,32°, 11,99° , 14,05°, 15,21°, 18,22°, 18,73°, 20,21°, 20,37°, 22,29°, 22,88°, 23,23° y 29,07° (Fig. 3c). Así, se considera que el óxido de trifenilfosfina con tres grupos carboxi, el ligando de unión TCPO, conduce a la formación de una estructura cristalina y al cambio de estructura mediante tratamiento térmico. Hemos verificado la XRD de Eu (hfa) x (TCPO) y en comparación con la de Eu ((CH3) 2NCHO) x (TCPO) y en trabajos anteriores37 (consulte Información complementaria, Fig. S3). Los patrones XRD de Eu(hfa)x(TCPO)y son muy diferentes de los de Eu((CH3)2NCHO)x(TCPO)y. La identificación de la estructura polimérica se realizó mediante espectrometría de masas por bombardeo de átomos rápidos (FAB-MS) y mediciones de espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDX). Los picos de los fragmentos de Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y en los espectros FAB-MS concuerdan con los calculados para [Eu2(hfa)3(CPO)2]+ y [Eu( fragmentos hfa)2(TCPO)·5H2O]+, respectivamente (ver Información complementaria Fig. S4). De acuerdo con la determinación de la relación de elementos, estimamos Eu(Mα), P(Kα) y F(Kα) de Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y para mediciones EDX calibradas con Eu(hfa)3(TPPO)2 como estándar. Las mediciones de EDX indicaron que el porcentaje de restos de hfa en Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y fueron 10,8% y 0,89%, respectivamente. Proponemos que la pequeña cantidad de moléculas de hfa se unan a la superficie del cristal. Las moléculas de hfa en la superficie se detectaron con éxito mediante información de fragmentos ionizados utilizando el espectro FAB-MS (Fig. S4b Eu (hfa) 2TCPO · 5H2O). Por el contrario, las señales EDX de la medición XRF dieron la información promedio sobre la proporción total de elementos de Eu(hfa)x(TCPO)y.

( a, b ) Las vistas ORTEP de Eu (hfa) x (TCPO) y consistían en iones EuIII y ligandos TCPO, (c) estructura química de los sitios de coordinación de EuIII.

Patrones de XRD de (a) Eu(hfa)x(CPO)y, (b) Eu(hfa)x(TCPO)y preparado y (c) Eu(hfa)x(TCPO)y bajo tratamiento térmico a 90 ° C.

Las termoestabilidades de las estructuras poliméricas Eu (hfa) x (CPO) y Eu (hfa) x (TCPO) y se evaluaron utilizando TGA y los resultados se muestran en la Fig. 4. El perfil de TGA para el complejo mononuclear luminiscente EuIII , Eu(hfa)3(TPPO)2, también se midió como referencia estándar. La temperatura de descomposición de Eu(hfa)3(TPPO)2 fue de 200 °C. El peso de Eu(hfa)x(CPO)y disminuye gradualmente a partir de 200 °C, lo que puede deberse a la estructura de empaquetamiento suelta en Eu(hfa)x(CPO)y amorfo para promover la eliminación parcial de los restos de hfa. La temperatura de descomposición de Eu(hfa)x(TCPO)y fue de 450 °C. No podemos observar la eliminación del disolvente del material. Este resultado indica que Eu(hfa)x(TCPO)y no tiene disolvente en la estructura después del tratamiento térmico. Por lo tanto, las mediciones XRD de Eu (hfa) x (TCPO) y se mantuvieron por debajo de 450 °C (consulte Información complementaria, Fig. S5). La temperatura de descomposición de Eu (hfa) x (TCPO) y es la más alta entre los luminóforos organo-EuIII con restos de hfa fotosensibilizados. Así, se sintetizó con éxito un luminóforo luminiscente organo-EuIII con termoestabilidad extra alta.

Perfiles TGA de Eu(hfa)x(TCPO)y (línea negra), Eu(hfa)x(CPO)y (línea de puntos negros) y Eu(hfa)3(TPPO)2 (línea de puntos grises) bajo argón atmósfera.

Las imágenes de luminiscencia para Eu(hfa)3(TPPO)2, Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y calentadas en una placa caliente bajo irradiación con luz ultravioleta (λ = 365 nm) son como se muestra en la Fig. 5. Eu(hfa)3(TPPO)2 exhibe luminiscencia roja a 50 °C pero no emite fotones a 250 °C debido a su descomposición térmica. La luminiscencia roja de Eu(hfa)x(CPO)y se desvaneció alrededor de los 250 °C. Por el contrario, se observó con éxito luminiscencia roja brillante a partir de Eu(hfa)x(TCPO)y a menos de 400 °C. (Ver espectros de emisión bajo control de temperatura en Información complementaria, Fig. S6a). Por lo tanto, Eu (hfa) x (TCPO) y exhibe termoestabilidad y luminiscencia fotosensibilizada efectiva.

Fotografías de Eu(hfa)3(TPPO)2, Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y a 50 °C, 250 °C y 350 °C calentando en la placa caliente bajo UV irradiación de luz (λ = 365 nm).

Los espectros de excitación y emisión para Eu(hfa)3(TPPO)2, Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y en estado sólido detectados a 613,5 nm y excitados a 365 nm se muestran en Fig. 6. Las bandas de excitación de Eu(hfa)x(CPO)y a alrededor de 300 nm se asignan a la transición π–π* de los restos de hfa39. También encontramos una banda de excitación característica a alrededor de 400 nm en cristales de Eu (hfa) x (TCPO) y. Las bandas de emisión se observaron alrededor de 578, 591, 613, 651 y 699 nm, que se atribuyen a las transiciones 4f-4f de EuIII (5D0–7FJ: J = 0, 1, 2, 3 y 4, respectivamente). Los espectros se normalizaron con respecto a las intensidades de transición del dipolo magnético a 591 nm (EuIII: 5D0—7F1), que se sabe que es insensible al entorno circundante de los iones lantánidos. La intensidad de emisión normalizada de Eu(hfa)x(TCPO)y a 613 nm es mayor que la de Eu(hfa)x(CPO)y. Estas formas espectrales de Eu(hfa)x(TCPO)y y Eu(hfa)x(CPO)y son diferentes de las del Eu(hfa)3(TPPO)2 cristalino.

(a) Espectros de excitación y emisión de Eu(hfa)x(TCPO)y (línea negra), Eu(hfa)x(CPO)y (línea roja) y Eu(hfa)3(TPPO)2 (línea gris) excitados a 365 nm en estado sólido, perfil de desintegración de (b) Eu (hfa) x (CPO) y (c) Eu (hfa) x (TCPO) y en estado sólido.

Los perfiles de emisión resueltos en el tiempo de Eu (hfa) x (CPO) y y Eu (hfa) x (TCPO) y se muestran en la Fig. 6b, c, respectivamente. Las emisiones de Eu(hfa)x(CPO)y indican desintegraciones exponenciales únicas en una escala de milisegundos. Estimamos la vida útil de la emisión de Eu (hfa) x (TCPO) y mediante desintegración exponencial única. Se encontró que la vida útil y el R2 bajo análisis exponencial único eran 0,61 ms y 0,996, respectivamente. La vida útil es similar a la de Eu(hfa)x(CPO)y. En este artículo, utilizamos el análisis exponencial único para estimar la vida útil de Eu(hfa)x(TCPO)y. Consideramos que la luminiscencia de Eu (hfa) x (TCPO) y proviene de una especie EuIII dominante con restos de hfa en la superficie del cristal. Se determinó que la vida útil de las emisiones de Eu(hfa)3(TPPO)2, Eu(hfa)x(CPO)y y Eu(hfa)x(TCPO)y era 0,80, 0,60 y 0,61 ms, respectivamente.

Los rendimientos cuánticos de emisión de 4f - 4f (Φ4f-4f) y las constantes de velocidad radiativa (kr) y no radiativa (knr) de estos compuestos EuIII se calcularon utilizando las siguientes ecuaciones.

La vida radiativa (τrad) se define como una vida útil ideal de emisión sin procesos no radiativos. La vida radiativa se expresa mediante la ecuación 1, donde AMD,0 es la probabilidad de emisión espontánea para la transición 5D0—7F1 al vacío (14,65 s−1), n ​​es el índice de refracción del medio (un índice de refracción promedio igual a 1,5 se empleó), y (Itot/IMD) es la relación entre el área total del espectro de emisión de EuIII corregido y el área de la banda 5D0—7F1. Los rendimientos cuánticos de emisión y las constantes de velocidad radiativa y no radiativa se resumen en la Tabla 2.

También se midió el rendimiento cuántico de emisión de Eu (hfa) x (TCPO) y excitado a 355 nm (: π - π * banda de transición de restos hfa) para calcular la eficiencia de transferencia de energía (η), que se determinó como 34%. La eficiencia de transferencia de energía de Eu(hfa)x(TCPO)y (temperatura de descomposición = 450 °C, η = 59%) es mayor que la del luminóforo termoestable organo-EuIII reportado anteriormente, [Eu(hfa)3(dpbp) ]n (dpbp: 4,4′-bis(difenilfosfolil)bifenilo, temperatura de descomposición = 308 °C, η = 40%)40.

Se sintetizó con éxito un luminóforo organo-EuIII, Eu(hfa)x(TCPO)y, con termoestabilidad eficaz y propiedad luminiscente fotosensibilizada. El Eu(hfa)x(TCPO)y termoestable exhibe una luminiscencia roja brillante a 400 °C bajo irradiación con luz ultravioleta. La luminiscencia de Eu (hfa) x (TCPO) y se debe a la transferencia de energía fotosensibilizada de restos de hfa a iones EuIII. Se espera que los luminóforos termoestables de organolantánidos abran los campos fronterizos de la ciencia fotofísica, la química de materiales y las aplicaciones industriales.

El acetato de europio n-hidrato (99,9%), la difenil(p-tolil)fosfina y la trip-p-tolilfosfina se adquirieron de Wako Pure Chemical Industries Ltd. La hexafluoroacetilacetona y el óxido de trifenilfosfina (TPPO) se obtuvieron de Tokyo Kasei Organic Chemicals Co., Inc. El dimetilsulfóxido-d6 (D, 99,9%) se obtuvo de Kanto Chemical Co., Inc. Todos los demás productos químicos y disolventes eran de grado reactivo y se utilizaron sin purificación adicional.

Los espectros de 1H NMR (400 MHz) se registraron en un JEOL ECS400. Los cambios químicos se informaron en δ ppm, con referencia a un estándar interno de tetrametilsilano para espectroscopía de RMN 1H. Los espectros infrarrojos se midieron utilizando un espectrómetro Thermo Nicolet AVATAR 320 FT-IR. Los espectros FAB-MS se registraron en un JEOL JMS-700TZ. Los análisis elementales se realizaron en un J-Science Lab Micro Corder JM 10 y un Exeter Analytical CE440. Además, la relación entre F y Eu se midió utilizando un espectrómetro de fluorescencia de rayos X de dispersión de energía EDX-8000 con (material de referencia: Eu(hfa)3(TPPO)2). Los patrones XRD se caracterizaron mediante un difractómetro de rayos X RIGAKU SmartLab con radiación Cu Kα, un detector D/teX Ultra y una unidad de control de temperatura (Anton Paar, TCU-110). El análisis termogravimétrico se realizó en un Seiko Instruments Inc. EXSTAR 6000 (TG-DTA 6300) con una primera velocidad de calentamiento de 10 °C min-1 hasta 100 °C, una velocidad de enfriamiento de 10 °C min-1 hasta 40 °C y segunda velocidad de calentamiento de 1 °C min−1 hasta 500 °C.

El CPO se sintetizó mediante la oxidación de difenil(p-tolil)fosfina con permanganato de potasio, según el procedimiento descrito en la literatura41. Rendimiento: 54%; RMN 1H (400 MHz, DMSO-d6, 298K): δ 8,10—8,06 (dd, 2H), 7,78—7,72 (dd, 2H), 7,67—7,61 (m, 6H), 7,60—7,54 (td, 4H) ppm ; IR (ATR): 1658, 1592, 1540, 1498, 1411, 1254, 1144, 1118 cm-1; Análisis elemental calculado (%) para C19H15O3P: C 70,81, H 4,69; encontrado: C 70,15, H 4,49.

El TCPO fue sintetizado mediante la oxidación de trip-p-tolilfosfina con permanganato de potasio, según el procedimiento descrito en la literatura42. Rendimiento: 34%; RMN 1H (400 MHz, DMSO-d6, 298K): δ 8,12-8,08 (dd, 6H), 7,88-7,75 (dd, 6H) ppm; IR (ATR): 1692, 1395, 1246, 1162, 1102, 1016 cm-1; Análisis elemental calculado (%) para [C21H15O7P + H2O]: C 58,89, H 4,00; encontrado: C 58,67, H 4,08.

Se disolvió acetato de europio n-hidrato (5,0 g, 12 mmol) en agua destilada (20 ml). A la solución se añadió gota a gota una solución de hexafluoroacetilacetona. La mezcla de reacción produjo una precipitación de un polvo amarillo blanco después de agitar durante 3 h a temperatura ambiente. La mezcla de reacción se filtró y el polvo resultante se usó sin purificación adicional para el siguiente paso. Rendimiento: 95%; IR (KBr): 1650, 1258-1145 cm-1; Análisis elemental calculado (%) para C15H7EuF18O8: C 22,27, H 0,87; encontrado: C 22.12, H 1.0142,43.

Se sometió a reflujo metanol (100 ml) que contenía Eu(hfa)3(H2O)2 (4,28 g, 6 mmol) y TPPO (2,78 g, 10 mmol) con agitación durante 12 h. La mezcla de reacción se concentró usando un evaporador rotatorio. La reprecipitación mediante la adición de un exceso de solución de hexano produjo cristales en bruto, que se lavaron en tolueno varias veces. La recristalización en tolueno/ciclohexano caliente dio cristales en forma de agujas de color blanco. Rendimiento: 74%; RMN 1H (400 MHz, CD3-COCD3, TMS): δ = 5,42 (s, 3H), 7,58—7,71 (m, 12H), 7,76—7,86 (m, 6H), 8,67 (br, 12H) ppm; IR (KBr): 1650, 1250-1150, 1125 cm-1; Análisis elemental calculado (%) para C51H33EuF18O8P2: C 46,07, H 2,50; encontrado: C 45,94, H 2,5738.

Se dispersaron CPO (207 mg, 0,64 mmol) y Eu(hfa)3(H2O)2 (720 mg, 0,89 mmol) en metanol (30 ml) y se añadió trietilamina para neutralizar. La dispersión se agitó durante 5 h a 60 °C. El precipitado se lavó con metanol varias veces y se secó al vacío. Rendimiento: 45,3 mg; IR (ATR) 1658, 1592, 1540, 1498, 1411, 1254, 1144, 1118 cm-1; FAB-MS (m/z): [Eu2(hfa)3(CPO)2]+ calculado para C53H31Eu2F18O12P2, 1566,9; encontrado 1566,7; EDX encontrado (%): CPO, 60,0; UE, 28,3; hfa, 10.7.

Se dispersaron TCPO (260 mg, 0,63 mmol) y Eu(hfa)3(H2O)2 (720 mg, 0,89 mmol) en metanol (30 ml). La dispersión se agitó durante 9 h a 60 °C. El precipitado blanco se lavó con metanol varias veces y se secó en una estufa al vacío a 90 °C (ver Información complementaria, Fig. S8). Rendimiento: 294,7 mg; IR (ATR) 1624, 1548, 1398, 1382, 1185, 1145, 1116, 1050, 1018 cm-1; Masa FAB (m/z): [Eu(hfa)2(TCPO)·5H2O]+ calculada para C31H27EuF12O16P, 1067,01; encontrado 1067,3; EDX encontrado (%): TCPO, 64,9; UE, 33,8; hfa, 0,9.

Los espectros de emisión se registraron en un espectrofluorómetro HORIBA Fluorolog-3 y se corrigieron según la respuesta del sistema detector. La vida útil de las emisiones (τobs) se midió utilizando los terceros armónicos (355 nm) de un láser Nd:YAG con conmutación Q (Spectra Physics, INDI-50, fwhm = 5 ns, λ = 1064 nm) y un fotomultiplicador (Hamamatsu photonics, R5108). , tiempo de respuesta ≤1,1 ns). La respuesta del láser Nd:YAG se monitorizó con un osciloscopio digital (Sony Tektronix, TDS3052, 500 MHz) sincronizado con la excitación de pulso único. El rendimiento cuántico de emisión excitado a 355 nm () se estimó utilizando un espectrómetro JASCO F-6300-H conectado con una unidad de esfera integradora JASCO ILF-53 (φ = 100 mm).

Cómo citar este artículo: Nakajima, A. et al. Luminóforo organo-EuIII hiperestable a alta temperatura para aplicaciones fotoindustriales. Ciencia. Rep.6, 24458; doi: 10.1038/srep24458 (2016).

Hou, D. y col. Fósforo de Emisión Azul Intensa BaCa2MgSi2O8: Eu2+ para Lámparas Fluorescentes. ECS J. Ciencia del estado sólido. Tecnología. 2, R79–R81 (2013).

CAS Google Académico

Kuo, T.-W., Huang, C.-H. y Chen, T.-M. Fósforos Ba2AlB4O9Cl:Eu2+ de emisión azul violeta intenso para aplicaciones en lámparas fluorescentes y diodos emisores de luz ultravioleta. Aplica. Optar. 49, 4202–4206 (2010).

Anuncios CAS PubMed Google Scholar

Huang, C.-H., Kuo, T.-W. y Chen, T.-M. Fósforos verdes térmicamente estables de Ba3Y(PO4)3:Ce3+,Yb3+ y Ca3Y(AlO)3(BO3)4:Eu3+ para lámparas fluorescentes de luz blanca. Optar. Expreso 19, 238–241 (2011).

Google Académico

Wang, J. y col. Complejos de EuIII brillantemente luminiscentes procesables en solución con ligandos de óxido de fosfina presentes en el huésped para diodos emisores de luz roja monocromáticos. Química. EUR. J. 20, 11137–11148 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Xu, H. y col. Un polímero de coordinación de europio (III) unidimensional electroluminiscente blanco único. J. Mater. Química. C 3, 1893-1903 (2015).

CAS Google Académico

Ahmed, Z. & Iftikhar, K. Complejos fotoluminiscentes eficientes de longitud de onda de 400 a 1800 nm que emiten lantánidos que contienen sensibilizadores orgánicos para dispositivos optoelectrónicos. RSC Avanzado. 4, 63696–63711 (2014).

CAS Google Académico

Xu, H., Zhu, R., Zhao, P. y Huang, W. Copolímeros monocromáticos no conjugados emisores de rojo que contienen segmentos Eu3+ de óxido de fosfina que atrapan doble portador: hacia una electroluminiscencia brillante y eficiente. J. Física. Química. C 115, 15627–15638 (2011).

CAS Google Académico

Ling, Q. y col. Dispositivo de memoria de polímero no volátil basado en un nuevo copolímero de N-vinilcarbazol y vinilbenzoato complejado con UE. Adv. Madre. 17, 455–459 (2005).

CAS Google Académico

Él, H. et al. Síntesis controlable de Zn2GeO4: nanocristales de Eu con emisión multicolor para diodos emisores de luz blanca. J. Mater. Química. C 3, 5419–5429 (2015).

CAS Google Académico

Rangari, VV & Dhoble, SJ Síntesis y estudios de fotoluminiscencia de fósforos Ba(Gd,Ln)B9O16:Eu3+ (Ln = La,Y) para dispositivos de visualización y iluminación LED n-UV. J. Tierras raras 33, 140-147 (2015).

CAS Google Académico

Du, P., Krishna Bharat, L. y Yu, JS Fuerte emisión de rojo en fósforos de CaWO4 codopados con iones Eu3+/Bi3+ para diodos emisores de luz blanca y aplicaciones de visualización de emisión de campo. J. Compd. de aleaciones. 633, 37–41 (2015).

CAS Google Académico

Bellocchi, G., Fabbri, F., Miritello, M., Iacona, F. y Franzò, G. Catodoluminiscencia multicolor resuelta en profundidad a partir de películas delgadas de SiOC dopadas con UE. Aplicación ACS. Madre. Interfaces 7, 18201–18205 (2015).

CAS PubMed Google Académico

Kumar, KN, Vijayalakshmi, L. y Ratnakaram, YC Propiedades de fotoluminiscencia basadas en transferencia de energía de (Sm3++Eu3+): películas de polímero PEO+PVP para aplicaciones de dispositivos de visualización luminiscentes rojos. Optar. Madre. 45, 148-155 (2015).

Anuncios Google Scholar

Hasegawa, Y. Complejos de lantanoides fotofuncionales, polímeros de coordinación y nanocristales para futuras aplicaciones fotónicas. Toro. Química. Soc. Japón. 87, 1029-1057 (2014).

CAS Google Académico

Kanazawa, K., Nakamura, K. y Kobayashi, N. Modulación de luminiscencia electroquímica en un electrodo de TiO2 modificado con complejo Eu (III). J. Mater. Química. C 3, 7135–7142 (2015).

CAS Google Académico

Hirai, Y. et al. Vidrio de coordinación luminiscente: estrategia morfológica notable para complejos Eu (III) ensamblados. Inorg. Química. 54, 4364–4370 (2015).

CAS PubMed Google Académico

Hasegawa, Y. et al. Transición de dipolo eléctrico mejorada en un complejo de lantánidos con unidades de rutenoceno organometálico. J. Física. Química. A 119, 4825–4833 (2015).

CAS PubMed Google Académico

Daumann, LJ y cols. Nuevos conocimientos sobre la estructura y luminiscencia de los complejos Eu (III) y Sm (III) del ligando 3,4,3-LI (1,2-HOPO). Mermelada. Química. Soc. 137, 2816–2819 (2015).

CAS PubMed PubMed Central Google Académico

Reddy, MLP y Sivakumar, S. Benzoato de lantánido: un componente básico versátil para la construcción de materiales emisores de luz eficientes. Trans. Dalton. 42, 2663–2678 (2013).

CAS PubMed Google Académico

Ancel, L., Gateau, C., Lebrun, C. y Delangle, P. Detección de ADN mediante un péptido de unión a Eu que contiene una unidad de proflavina. Inorg. Química. 52, 552–554 (2013).

CAS PubMed Google Académico

Debroye, E. et al. Autoensamblajes micelares de complejos anfifílicos de gadolinio (III) / europio (III) como agentes de contraste modelo para imágenes bimodales. Trans. Dalton. 43, 3589–3600 (2014).

CAS PubMed Google Académico

da Silva, FF et al. Nuevos compuestos de coordinación lantánido-CB[6]: relaciones entre la estructura cristalina y las propiedades luminiscentes. Trans. Dalton. 43, 5435–5442 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Pacold, JI y cols. Observación directa de la excitación intracapa 4f en complejos luminiscentes de Eu mediante espectroscopia de absorción de rayos X cercana al borde con resolución temporal. Mermelada. Química. Soc. 136, 4186–4191 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Biju, S. y col. Un complejo dimérico de tetrakis (β-dicetonato) de Eu (III): propiedades fotofísicas, elucidación estructural mediante cálculos Sparkle/AM1 y dopaje en películas y nanocables de PMMA. Inorg. Química. 53, 8407–8417 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Caffrey, DF y Gunnlaugsson, T. Detección del ensayo de desplazamiento mediante un complejo ternario Tb (III)-ciclen luminiscente de lantánido dimérico: alta selectividad para aniones fosfato y nitrato. Trans. Dalton. 43, 17964-17970 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Biju, S., Eom, YK, Bunzli, J.-CG & Kim, HK Organosílice mesoestructurada con puentes de bifenileno como nuevo material huésped híbrido para iones LnIII (Ln = Eu, Gd, Tb, Er, Yb) en presencia de 2-tenoiltrifluoroacetona. J. Mater. Química. C1, 3454–3466 (2013).

CAS Google Académico

Cocina, JA et al. Luminiscencia de lantánidos polarizados circularmente a partir de películas de Langmuir-Blodgett formadas a partir de complejos de autoensamblaje basados ​​en EuIII anfifílicos y ópticamente activos. Angélica. Química. En t. Ed. 51, 704–708 (2012).

CAS Google Académico

Neil, ER, Funk, AM, Yufit, DS y Parker, D. Síntesis, estereocontrol y estudios estructurales de complejos de lantánidos quirales de tris-amidapiridil-triazaciclononano altamente luminiscentes. Trans. Dalton. 43, 5490–5504 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Shelton, AH, Sazanovich, IV, Weinstein, J. a. & Ward, MD Luminiscencia controlable de tres componentes de un complejo de 1,8-naftalimida/Eu(iii): emisión de luz blanca de una sola molécula. Química. Comunitario. 48, 2749–2751 (2012).

CAS Google Académico

Bünzli, J.-CG Sobre el diseño de complejos de lantánidos altamente luminiscentes. Coordinación. Química. Rev. 293-294, 19-47 (2015).

Google Académico

Shavaleev, NM, Eliseeva, SV, Scopelliti, R. & Bünzli, J.-CG Tridentados bencimidazol-piridina-tetrazolatos como sensibilizadores de la luminiscencia del europio. Inorg. Química. 53, 5171–5178 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Lehr, J., Beer, PD, Faulkner, S. y Davis, JJ Explotación de la luminiscencia de lantánidos en conjuntos supramoleculares. Química. Comunitario. 50, 5678–5687 (2014).

CAS Google Académico

Sykes, D. y col. Sensibilización de la luminiscencia basada en Eu (III) y Tb (III) por unidades de Ir (III) en díadas Ir / lantánidos: evidencia de mecanismos paralelos basados ​​​​en transferencia de energía y transferencia de electrones. Trans. Dalton. 43, 6414–6428 (2014).

CAS PubMed Google Académico

Sykes, D. y col. d → f Transferencia de energía en díadas Ir (III) / Eu (III): uso de un espaciador de naftilo como un 'trampolín' espacial y energético. Inorg. Química. 52, 10500–10511 (2013).

CAS PubMed PubMed Central Google Académico

Eliseeva, SV & Bünzli, J.-CG Luminiscencia de lantánidos para materiales funcionales y biociencias. Química. Soc. Rev. 39, 189–227 (2010).

CAS PubMed Google Académico

Zhang, H. y col. Materiales estructurales de lantánido-carboxilato altamente luminiscentes y termoestables con configuraciones helicoidales. J. Mater. Química. 22, 21210–21217 (2012).

CAS Google Académico

Lee, WR y cols. Estructuras microporosas de lantánidos orgánicos con sitios metálicos abiertos: propensión a la absorción inesperada y propiedades multifuncionales. Inorg. Química. 49, 4723–4725 (2010).

CAS PubMed Google Académico

Kataoka, H. y col. Perlas luminiscentes foto y termoestables compuestas de complejos de Eu (III) y PMMA para mejorar la eficiencia de las células solares de silicio. J. Compd. de aleaciones. 601, 293–297 (2014).

CAS Google Académico

Hasegawa, Y. et al. Control de la sección transversal de absorción de complejos de Eu (III) para aumentar la emisión espontánea amplificada excitada por el tercer armónico del láser Nd:YAG de nanosegundos. J. Compd. de aleaciones. 488, 578–581 (2009).

CAS Google Académico

Miyata, K. y col. Organofósforo termoestable: polímeros de coordinación de baja vibración que exhiben diferentes interacciones intermoleculares. Chem Plus Chem 77, 277–280 (2012).

CAS Google Académico

Friesen, CM, Montgomery, CD & Temple, SAJU El primer catalizador de hidrogenación bifásico fluorado que incorpora un perfluoropolialquiléter: [RhCl(PPh2(C6H4C(O)OCH2CF(CF3)(OCF2CF(CF3))nF))3] con n = 4– 9. J. Flúor. Química. 144, 24-32 (2012).

CAS Google Académico

Václavík, J. et al. Catálisis de AuI en un polímero de coordinación: un ligando poroso sólido con sitios de fosfina libres. Chem Cat Chem 5, 692–696 (2013).

Google Académico

Hasegawa, Y. et al. Efecto de la polarización del ligando sobre la formación estructural asimétrica de complejos de lantánidos fuertemente luminiscentes. EUR. J. Inorg. Química. 2013, 5911–5918 (2013).

CAS Google Académico

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Agradecemos a RIGAKU Co., Application Laboratories, Shimadzu Corporation, al Sr. Nishino y al proyecto “Laboratorios para la creación futura” de Frontier Chemistry Center Akira Suzuki. Este trabajo fue financiado en parte por Subvenciones para la Investigación Científica en Áreas Innovadoras de “Nuevos Materiales Poliméricos Basados ​​en Bloques de Elementos (n° 2401)” (n° 24102012) del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT), Japón. Agradecemos a Shimadzu Corporation, al Sr. Nishino y al proyecto “Laboratorios para la creación futura” del Frontier Chemistry Center Akira Suzuki.

Facultad de Ingeniería, Universidad de Hokkaido, Sapporo, Kita-ku, N13 W8, 060-8626, Hokkaido, Japón

Ayako Nakajima, Takayuki Nakanishi, Yuichi Kitagawa, Tomohiro Seki, Hajime Ito, Koji Fushimi y Yasuchika Hasegawa

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AN realiza la síntesis, las mediciones y escribió el artículo, AN, TN, YK, KF e YH discutieron y diseñaron la investigación. TS y HI admitieron mediciones XRD.

Los autores no declaran tener intereses financieros en competencia.

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Reimpresiones y permisos

Nakajima, A., Nakanishi, T., Kitagawa, Y. et al. Luminóforo organo-EuIII hiperestable a alta temperatura para aplicaciones fotoindustriales. Representante científico 6, 24458 (2016). https://doi.org/10.1038/srep24458

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Recibido: 04 de noviembre de 2015

Aceptado: 29 de marzo de 2016

Publicado: 14 de abril de 2016

DOI: https://doi.org/10.1038/srep24458

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