CC BY
55
УДК 661.143:547
A.B. Хомяков, А.Г. Чередниченко, И.Х. Аветисов Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
СИНТЕЗ И СВОЙСТВА (1ДО-ФЕНАНТРОЛИН)-ТРИ-(БЕНЗОИЛФЕНИЛАЦЕТОНАТА) ЕВРОПИЯ (III)
The effect of synthesis and purification conditions on structure and luminescent properties of red organic electroluminophore (l,10-phenantroline)-tris-(benzoylphenylacetonate) europium (III) was studied. The preparation purity was analyzed by TLC and luminescent microscopy. The luminescent properties of powdered material were studied.
Синтезирован (1,10-фенантролин)-три-(бензоилфенилацетонат) европия (III), являющийся перспективным материалом для создания OLED-устройств. Проведена его очистка и изучены его свойства. Чистота синтезированного продукта исследована методами ТСХ и микроскопического люминесцентного анализа. Получены спектры люминесценции порошка этого соединения и определены его координаты цветности. Показана перспективность применения синтезированного материала в устройствах отображения информации.
Дикетонатные комплексы лантанидов достаточно хорошо изучены и широко освещены в научной литературе, посвященной способам получения, очистки и свойствам редкоземельных элементов. Многие из этих соединений обладают эффективной фотолюминесценцией. В этой связи дикетонатные комплексы европия и других лантанидов широко применяются в люминесцентном анализе. Значительный интерес к люминесцентым свойствам дикетонатных комплексов европия в настоящее время проявляется в связи с интенсивным развитием органической электролюминесценции. Синтез высокоэффективных органических люминофоров и изучение их свойств, в первую очередь, осуществляется в связи с разработкой технологии электролюминесцентных устройств отображения информации. Применение органических светоизлучающих материалов в этой области позволяет добиться существенной экономии энергопотребления и значительно улучшить технические характеристики конечного устройства [1,2].
Нами был разработана лабораторная методика получения различных (1,10-фенантролин)-три-(дикетонатов) металлов группы лантонидов и синтезирован (1,10-фенантролин)-три-(бензоилфенилацетонат) европия (III). По имеющимся данным [1] это соединение должно обладать эффективной фото- и электролюминесценцией в красной области спектра.
Для осуществления синтеза (1,10-фенантролин)-три-(бензоилфенил ацетоната) европия (III) [Eu(BPhAc)3(Phen)] в химическую двугорлую колбу объёмом 100 мл, снабженную мешалкой и капельной воронкой, помещали 10 мл этилового спирта (С2Н5ОН), 0,36 г 1,10-фенантролина (C12H8N2) и 1,35 г бензоилфенилацетона (С15Н11О2). Полученную смесь нагревали при перемешивании до полного растворения осадка. Затем к полученному раствору при температуре 50-60 °С постепенно добавляли 3 мл 2 н раствора КОН и 5 мл этилового спирта. Через 10-15 минут к полученной реакционной смеси по каплям приливали раствор 0,74 г гексагидрата хлорида европия в 5 мл этилового спирта. Объемный осадок целевого продукта выпадает
практически сразу. Реакционную массу охлаждали до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы отфильтровывали, промывали на фильтре этиловым спиртом и сушили. Масса сухого осадка синтезированного электролюминофора составляла 1,40-1,50 г. В УФ-свете наблюдается интенсивная фотолюминесценция полученного продукта в
Первичные показатели чистоты полученного (1,10-фенантролин)-три-(бензоилфенилацетоната) европия (III) контролировали методом тонкослойной хроматографии на пластинах фирмы «Мегск». В качестве элюента использовали изопропиловый спирт. При проявлении в ультрафиолетовом свете и в парах йода отчетливо было видно одно пятно, свидетельствовавшее о чистоте полученного вещества. Перед измерением спектральных характеристик полученного продукта его дополнительно очищали перекристаллизацией из этилацетата.
Для дополнительной оценки чистоты полученного (1,10-фенантролин)-три-(бензоилфенилацетоната) европия (III) была использована методика микроскопического люминесцентного анализа. Исследование образцов проводилось с помощью стереоскопического микроскопа Stereo Discovery V. 12 (производство фирмы «Zeiss», Германия) с установленным на него фотоаппаратом Canon EOS 450D, подключенным к персональному компьютеру. Анализ показал, что идентифицируемые в белом свете и при возбуждении УФ-светом микровключения составляют 3,30-10"4 доли изображения, что соответствует содержанию основного вещества не менее 99,95 %.
Для анализа неорганических примесей в синтезированном соединении использовали масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой. Общая концентрация определенных неорганических примесей не превышала 2x10"7 г/г, что согласуется с данными ТСХ и люминесцентной микроскопии и является хорошим показателем чистоты для органических электролю-минофоров.
Исследование спектров фотолюминесценции синтезированного соединения проводилось на спектрофлуориметре HITACHI F-7000 FL Spectrophotometer. Трудность получения достоверных спектров
фотолюминесценции порошковых препаратов связана, прежде всего, с получением воспроизводимой поверхности образца порошка люминофора. Чтобы решить эту задачу использовалась специальная ячейка для работы с порошкообразными пробами. Спектр фотолюминесценции порошка (1,10-фенантролин)-три-(бензоилфенилацетонат) европия (III) при возбуждении волны 380 нм приведен на рис.1.
500 520 540 560 580 600 620 640 660 680
Длинаволны(нм)
Рис. 1. Спектр фотолюминесценции красного люминофора (1,10-фенантролин)-три-(бешоилфенилацетоната) европия (III) (Хвоз5.=380 нм) Координаты цветности х=0,6501, у=0,3495
Видно, что исследуемый продукт заметно фотолюминесцирует в области 610-620 нм, а максимум излучения находится на длине волны 615 нм. Вычисленные по полученным результатам координаты цветности люминофора при фотовозбуждении составили х=0,6501, у=0,3495, что соответствует красному цвету свечения.
Бибилиографические ссылки
1. D. Armitage, J. Underwood, S.-T. Wu. Injroduction to microdisplays. J.Wiley, 2006. 377 p.
2. K. Mullen, U. Scherf. Organic Light-Emitting Devices. Wiley-VCH, 2006. 410 p.
