时间、温度及引发剂用量对稀土荧光高分子材料荧光强度的影响开题报告

 2022-09-25 09:52:21

1. 研究目的与意义

荧光高分子材料是一类具有特殊的光化学和光物理性质的功能高分子材料。关于这种材料的研究和应用的报导自六十年代之后越来越多。荧光高分子的制备方法主要有两种,一种是荧光小分子的高分子化,如一些烯类荧光单体可以通过共聚的方法实现高分子化;另外一种方法就是荧光小分子化合物通过接枝等手段连接到高分子主链的侧基上。除了以上两种方法之外,还可以通过普通高分子与荧光小分子的共混来实现荧光化。在新合成的荧光材料中,不断出现了更多具有优良的光化学和光物理性质的物质,它的应用范围已经不仅仅局限于着色和染色方面,而是作为新材料扩大到生物医药、电子信息、工程材料、环境保护、能源、农业等各个领域。例如可以用于DNA嵌入剂、荧光探针、太阳能电池、LED发光二级管等诸多高科技领域。 本课题以荧光小分子稀土金属和高分子的淀粉为原料,采用接枝、包合等方法,制备荧光高分子材料,以期获得具有特殊性质的新型荧光材料。

2. 课题关键问题和重难点

本课题以荧光小分子稀土金属铕和高分子的淀粉为原料,采用接枝、包合等方法,制备荧光高分子材料。包含法制备的荧光微球都具有核壳结构,可以发出多个荧光信号。

难点是活性点位置的确定,在主链上则进行接枝;活性点末端则形成嵌段共聚物。接枝效率与自由基的活性有关,引发剂的选用非常关键。共聚物中稀土离子的含量增加,共聚物的荧光强度呈下降趋势。侧链挂接的铕金属配合物与非共轭聚合物间能量转移效果差;非共轭聚合物的激子能量吸收效率低。都影响含铕非共轭聚合物的发光性能。

3. 国内外研究现状(文献综述)

稀土高分子材料是通过稀土金属与高分子的复合而制备的一类兼具稀土光、电、磁等特性和高分子质轻、抗冲击和易加工等优良综合性能的功能材料。由于含发光稀土离子的高分子材料兼有稀土离子优异的发光性能和高分子化合物加工的特点,引起人们的广泛关注。稀土高分子发光材料的合成方法主要有:(1)稀土小分子配合物直接与高分子混合得到参杂高分子发光材料:(2)高分子配体和小分子配体协同作用,通过共聚或均聚得到化学键合的高分子发光材料:(3)稀土配合物通过共价键嫁接于无机基质中得到高分子发光材料。

稀土离子从配体接受能量,从基态跃迁到激发态,然后再从激发态返回到能量较低的能态,放出辐射能而发光,这种光称为荧光。稀土离子的荧光光谱属于稀土离子的发射光谱,和吸收光谱一样,来自三个方面的跃迁[1-6]:f-f跃迁;5d-4f跃迁;电荷跃迁。

乳液聚合体系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂四种基本成分组成,聚合反应是在单体和水在乳化剂作用下形成的乳状液中进行的。乳液聚合是最为常用的制备微球的方法,单体的疏水性都很强,值得的微球粒径一般在几十到几百纳米。粒径一般随单体浓度增大、乳化剂浓度减小而增大。乳液聚合的优点是:反应速度快、粒径比较均匀。

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4. 研究方案

工艺路线:淀粉 稀土铕 丙烯酸

详细阐述:以荧光小分子稀土金属铕与丙烯酸反应生成丙烯酸铕,其中铕为三价,三价铕在紫外线照射下出发红色荧光,然后将丙烯酸铕和分子量为400-600的淀粉分子采用接枝、包合等方法,制备可发出红色荧光的高分子材料,以期获得具有特殊性质的新型荧光材料。

5. 工作计划

第1-2周:查阅、收集相关文献资料。设计实验方案,撰写开题报告,外文文献翻译。

第3周:撰写开题报告PPT准备开题答辩。

第4-8周:探究制备丙烯酸铕的合成方法并完成实验

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