Научная статья на тему 'СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЕВРОПИЯ (III) С 4,7-ДИФЕНИЛ-1,10-ФЕНАНТРОЛИНОМ И β-ДИКЕТОНАМИ'

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЕВРОПИЯ (III) С 4,7-ДИФЕНИЛ-1,10-ФЕНАНТРОЛИНОМ И β-ДИКЕТОНАМИ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
248
43
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОРГАНИЧЕСКИЕ ЛЮМИНОФОРЫ / ORGANIC LUMINOPHOR / ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ / КООРДИНАЦИОННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ РЗМ / OLED-УСТРОЙСТВА / EUROPIUM METAL COMPLEX / OLED-TECHNOLOGY

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Баюшева Виктория Васильевна, Чередниченко Александр Генрихович

Синтезированы координационные соединения 4,7-дифенил-1,10-фенантролина и β-дикетонов с европием (III), которые являются перспективными фотои электролюминофорами. Проведена их очистка и изучены физические и спектральные свойства. Чистота синтезированного продукта исследована методами масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, микроскопического люминесцентного анализа и люминесцентной спектроскопии. Получены спектры люминесценции порошков синтезированных веществ и расчитаны их координаты цветности. Показана перспективы применения синтезированных материалов для создания различных OLED-устройств.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Баюшева Виктория Васильевна, Чередниченко Александр Генрихович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SYNTHESIS AND LUMINESCENT PROPERTIES EUROPIUM COMPLEXES CONSISTING 4,7-DIPHENYL-1,10-PHENANTROLINE AND β-DIKETONATES

The effect of synthesis and purification conditions on structure and luminescent properties of organic luminophore substitudes 4,6-diphenyl-1,10-phenentroline-tris-(β-diketonate) europium (III) was studied. The preparation purity was analyzed by ICP MS, luminescent spectroscopy and luminescent microscopy. The luminescent properties of powdered material were established.

Текст научной работы на тему «СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЕВРОПИЯ (III) С 4,7-ДИФЕНИЛ-1,10-ФЕНАНТРОЛИНОМ И β-ДИКЕТОНАМИ»

УДК 661.143:547

В.В. Баюшева*, А.Г. Чередниченко

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д.9 *e-mail: san@rctu.ru

СИНТЕЗ И СВОЙСТВА КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЕВРОПИЯ (III) С 4,7-ДИФЕНИЛ-1,10-ФЕНАНТРОЛИНОМ И ß-ДИКЕТОНАМИ

Аннотация

Синтезированы координационные соединения 4,7-дифенил-1,10-фенантролина и ß-дикетонов с европием (III), которые являются перспективными фото- и электролюминофорами. Проведена их очистка и изучены физические и спектральные свойства. Чистота синтезированного продукта исследована методами масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, микроскопического люминесцентного анализа и люминесцентной спектроскопии. Получены спектры люминесценции порошков синтезированных веществ и расчитаны их координаты цветности. Показана перспективы применения синтезированных материалов для создания различных OLED-устройств.

Ключевые слова: органические люминофоры, электролюминесценция, координационные соединения РЗМ, OLED-устройства

Синтез и изучение свойств координационных соединений редкоземельных (РЗМ) металлов с органическими лигандами является актуальной задачей. Большинство этих соединений проявляют интенсивную фото- и электролюминесценцию. Именно поэтому они широко используются в качестве материалов для создания эффективных электролюминесцентных устройств (OLED) и других изделий электронной промышленности. Особенное внимание в мире уделяется изучению разнолигандных комплексов, в которых в качестве лигандов используется различные ароматические ß-дикетоны и производные 1,10-фенантролина [1-4]. Именно использование 1,10-фенантролина и его производных позволяет синтезировать

электролюминесцентные материалы на базе различных РЗМ, обладающие высокой интенсивностью эмиссии и необходимым рабочим ресурсом. При этом на эффективность работы светоизлучающей структуры влияет не только строение используемых органических лигандов, но и общая сбалансированность процесса светоизлучения, которая определяется согласованной работой каждого функционального слоя, эмиссионного или вспомогательного материала.

В настоящей работе были синтезированы разнолигандные комплексы европия (III) с 4,7-дифенил-1,10-фенантролином, дибензоилметаном и теноилтрифторацетоном. Для осуществления процесса в химическую колбу, снабженную мешалкой и воронкой для дозирования твердых порошкообразных продуктов, помещали навеску ß-дикетона и соответствующую навеску 4,7-дифенил-1,10-фенантролина. Полученную твердую смесь растворяли в этиловом спирте и нагревали до температуры 60 оС. После полного растворения осадка полученный раствор охлаждали до комнатной температуры и постепенно, при перемешивании, добавляли водно-спиртовый раствор гидроксида калия для образования енольной формы ß-дикетона. Через 10 минут к полученной реакционной смеси

добавляли расчетное количество спиртового раствора гексагидрата хлорида европия в этиловом спирте. Полученную реакционную массу перемешивали в течение 1 часа при температуре 60 оС, затем охлаждали и выдерживали в течение 24 часов. После этого выпавший осадок люминофора отфильтровывали на стеклянном фильтре Шотта, сушили на вакуум-фильтре в течение 1 часа, а затем 8 часов в вакуумном сушильном шкафу при температуре 35 оС. Выход целевого продукта в зависимости от природы лиганда составил 72 % для 4,7-дифенил- 1,10-фенантролин-три-(теноилтрифторацетоната) европия (III) и 81 % для 4,7-дифенил-(1,10-фенантролин)-три-(дибензоилметаната) европия (III). Полученные образцы люминофоров очищали двойной

перекристаллизацией из смеси этилацетата с этиловым спиртом. При облучении порошков синтезированных люминофоров в УФ-свете наблюдалась интенсивная фотолюминесценция в красной области спектра.

Для анализа порошков синтезированных препаратов была использована методика микроскопического люминесцентного анализа. Исследование образцов проводилось с помощью стереоскопического микроскопа Stereo Discovery V.12 ("Zeiss", Германия). Для регистрации полученных изображений на микроскопе был установлен фотоаппарат «Canon EOS 450D», подключенный к персональному компьютеру. Микрофотографии анализируемых продуктов при облучении УФ-светом приведены на рис. 1.

Исследование спектров фотолюминесценции синтезированного соединения проводилось на спектрофлюориметре Flurolog 3PL22. Для этого использовалась специальная ячейка, предназначенная для работы с порошкообразными пробами. Было показано, что синтезированные продукты обладают интенсивной фотолюминесценцией в красной области спектра (рис.2).

а)

б)

Рис.1. Микрофотографии порошка 4,7-дифенил-(1,10-фенантролин)-три-(дибензоилметаната) европия (а) и 4,7-дифенил-1,10-фенантролин-три-(теноилтрифторацетоната) европия (б) при облучении УФ-светом.

600000000 500000000 400000000 300000000 200000000 100000000 о

500

1000

40000000 35000000 30000000 25000000 20000000 15000000 10000000 5000000

о

500

1000

а)

б)

Рис.2. Спектр люминесценции порошка 4,7-дифенил-(1,10-фенантролин)-три-(дибензоилметаната) европия (а) и 4,7-дифенил-1,10-фенантролин-три-(теноилтрифторацетоната) европия (б).

1 .о

(а) Х=0,6575;У=0,3412

(б) Х=0,6570;У=0,3415

0.9 X 1.0

Рис. 3. Координаты цветности порошка 4,7-дифенил-(1,10-фенантролин)-три-(дибензоилметаната) европия (а); 4,7-дифенил-1,10-фенантролин-три-(теноилтрифторацетоната) европия (б).

Вычисленные по спектральным данным координаты цветности для порошков синтезированных соединений представлены на рис. 3.

Для определения содержания и состава примесей в синтезированных соединениях использовали метод масс-спектрометрии с

индуктивно-связанной плазмой и оптической люминесцентной микроскопии. Было показано, что общая концентрация определенных неорганических и органических примесей в исследуемых образцах не превышает 0,05 % вес. Таким образом по показателям чистоты и примесному составу полученные нами

образцы органических люминесцентных материалов соответствуют требованиям, предъявляемым к соединениям, используемым в производстве OLED-устройств.

Следует отметить, что синтезированные с использованием 4,7-дифенил-1,10-фенантролина координационные соединения 4,7-дифенил-1,10-фенантролин-три-(теноилтрифторацетонат) европия (III) и 4,7-дифенил-(1,10-фенантролин)-три-

(дибензоилметанат) европия (III) по интенсивности фотолюминесценции в 2 раза превышают соответствующие значения для аналогичных

люминофоров на основе незамещенного 1,10-фенантролина. Эти результаты связаны с увеличением ароматичности лигандной части молекулы и полностью соответствуют данным по синтезированным ранее 2.9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин-три-(теноилтрифторацетонату) европия (III) и 2,9-диметил-4,7-дифенил-(1,10-

фенантролин)-три-(дибензоилметанату) европия (III) [5]. Полученные люминофоры по результатам проведенных анализов полностью удовлетворяют технЬческим требованиям, предъявляемым к органическим электролюминесцентным материалам и могут быть использованы для производства разнообразных OLED-структур.

Баюшева Виктория Васильевна - студентка кафедры химии и технологии кристаллов РХТУ им. Д.И.Менделеева, Россия, Москва

Чередниченко Александр Генрихович - к.х.н., ведущий научный сотрудник кафедры химии и технологии кристаллов РХТУ им. Д.И.Менделеева, Россия, Москва

Литература

1.М.Н.Бочкарев, А.Г.Витухновский, М.А.Каткова. Органические светоизлучающие диоды (OLED). Н.Новгород.: Деком., 2011. - 359 с.

2.Зиновьев А.Ю., Чередниченко А.Г., Аветисов И.Х. Технология органических

электролюминесцентных устройств. Теоретические основы и материалы. М.: изд. РХТУ им. Д.И.Менделеева. 2010. - 62 с.

3.Liu Xingwang, Wang Na, Suo Quanling Synthesis and luminescence of rare earth ternary complexes consisting of Eu(III), P-diketones and 1,10-phenantroline // J. of RE -2009. -V.26. -P.778-781.

4.F.So. Organic electronics. Materials. Processing. Devices and Application. New York.: CRC Press. 2010. -568 р.

5. Баюшева В.В., Белозерова О.А., Чередниченко А.Г. Синтез и люминесцентные свойства комплексов редкоземельных металлов (РЗМ) с замещеным 1, 10-фенантролином и р-дикетонами. // Сборник научных трудов «Успехи в химии и химической технологии». - 2014. - Т. XXVIII. - Вып. 6. - С. 16 - 18

Bayusheva Victorya Vasylievna*, Cherednichenko Aleksandr Genrihovich D.I.Mendeleyev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia *e-mail: san@rctu.ru

SYNTHESIS AND LUMINESCENT PROPERTIES EUROPIUM COMPLEXES CONSISTING 4,7-DIPHENYL-1,10-PHENANTROLINE AND p-DIKETONATES

Abstract

The effect of synthesis and purification conditions on structure and luminescent properties of organic luminophore substitudes 4,6-diphenyl-1,10-phenentroline-tris-(P-diketonate) europium (III) was studied. The preparation purity was analyzed by ICP MS, luminescent spectroscopy and luminescent microscopy. The luminescent properties of powdered material were established.

Key words: organic luminophor, europium metal complex , OLED-technology

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.