RU2194735C2 - Способ формирования светонакопительных систем - Google Patents
Способ формирования светонакопительных систем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194735C2 RU2194735C2 RU2000120082A RU2000120082A RU2194735C2 RU 2194735 C2 RU2194735 C2 RU 2194735C2 RU 2000120082 A RU2000120082 A RU 2000120082A RU 2000120082 A RU2000120082 A RU 2000120082A RU 2194735 C2 RU2194735 C2 RU 2194735C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- compounds
- formation
- radiation
- donor
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 41
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 150000002038 dysprosium compounds Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000003446 ligand Substances 0.000 claims description 3
- 206010073306 Exposure to radiation Diseases 0.000 claims description 2
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 12
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N Phenanthrene Natural products C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N acetylacetonate Chemical compound CC(=O)[CH-]C(C)=O CUJRVFIICFDLGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- -1 acetylacetonate ion Chemical class 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 abstract description 2
- UTCARTSNNKGRTD-UHFFFAOYSA-N terbium(3+);trinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Tb+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O UTCARTSNNKGRTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract 1
- 150000003502 terbium compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000000904 thermoluminescence Methods 0.000 description 20
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 14
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- SHXHPUAKLCCLDV-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoropentane-2,4-dione Chemical compound CC(=O)CC(=O)C(F)(F)F SHXHPUAKLCCLDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CVBUKMMMRLOKQR-UHFFFAOYSA-N 1-phenylbutane-1,3-dione Chemical compound CC(=O)CC(=O)C1=CC=CC=C1 CVBUKMMMRLOKQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- DCKWZDOAGNMKMX-UHFFFAOYSA-N dysprosium(3+);trinitrate;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Dy+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O DCKWZDOAGNMKMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 150000005838 radical anions Chemical class 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- YRAJNWYBUCUFBD-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-tetramethylheptane-3,5-dione Chemical compound CC(C)(C)C(=O)CC(=O)C(C)(C)C YRAJNWYBUCUFBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VVXLFFIFNVKFBD-UHFFFAOYSA-N 4,4,4-trifluoro-1-phenylbutane-1,3-dione Chemical compound FC(F)(F)C(=O)CC(=O)C1=CC=CC=C1 VVXLFFIFNVKFBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000723347 Cinnamomum Species 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 108090000679 Phytochrome Proteins 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid group Chemical group C(C1=CC=CC=C1)(=O)O WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 235000017803 cinnamon Nutrition 0.000 description 1
- 230000003081 coactivator Effects 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- NZZIMKJIVMHWJC-UHFFFAOYSA-N dibenzoylmethane Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)CC(=O)C1=CC=CC=C1 NZZIMKJIVMHWJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 description 1
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- QAMFBRUWYYMMGJ-UHFFFAOYSA-N hexafluoroacetylacetone Chemical compound FC(F)(F)C(=O)CC(=O)C(F)(F)F QAMFBRUWYYMMGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005442 molecular electronic Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 230000001691 photoregulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000006862 quantum yield reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- SPXCBYSRZVTKKT-UHFFFAOYSA-N terbium hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Tb] SPXCBYSRZVTKKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при получении материалов для дозиметрии, покрытий для теплиц и профилактических материалов для медицины. В черный бокс помещают раствор, содержащий 2 ммоль (0,906 г) нитрата тербия гексагидрата, растворенного в 5 мл дистиллированной воды. Добавляют 4 ммоль (0,792 г) 1,10-фенантролина, растворенного в этаноле, и 4 ммоль (0,400 мл) ацетилацетона. Вместо соединения тербия можно использовать соединения диспрозия. Соотношение компонентов в боксе 1:1:2. Раствор перемешивают, накрывают светофильтром КС-13, помещают под лампу ДКсШ-200. Облучают 8 ч до выпадения осадка розово-малинового цвета. Осадок отфильтровывают, промывают водно-этанольной смесью (1:1), сушат 1 сутки. Состав полученного соединения соответствует формуле [Tb(NO3)2 Асас(Phen)2]H2), где Асас - ацетилацетонат ион, Phen - 1,10-фенантролин. При использовании различных фильтров регулируют спектральный состав излучения в процессе образования донорно-акцепторных молекул. Наилучшие результаты получены в диапазоне длин волн облучения 480-2700 нм. Интенсивность термовысвечивания соединений, синтезированных в этом диапазоне, составляет до 258%. За 100% принята интенсивность термовысвечивания образцов, синтезированных при облучении солнечным светом. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к светонакопительным материалам, конкретно, к созданию светонакопительных систем на основе донорно-акцепторных соединений, которые могут найти применение как материалы для дозиметрии, в качестве покрытий для теплиц, как лечебно-профилактические материалы для медицины.
Светонакопительная система - это система, имеющая в своем составе донорно-акцепторные фрагменты, электронная структура которых позволяет с помощью светового излучения заселять незанятые орбитали ("ловушки" электронов) с фиксацией этого явления на достаточно длительное время. Последующее опустошение "ловушек" приводит к рекомбинации зарядов, сопровождающейся выделением световой энергии.
Известен способ формирования светонакопительных систем за счет создания молекулярной структуры материала с пространственным разобщением разделенных зарядов внутри одной молекулы. При стационарном облучении и наличии донора в таких системах в условиях эксперимента удается накапливать анион-радикал с квантовым выходом 10%. К таким системам относятся, например, ковалентно связанный комплекс Ru(bpy)3 2+ - виологен, где (bpy) - бипиридил ("Фотокаталитическое преобразование солнечной энергии", Новосибирск - Изд-во "Наука" - 1985 г. - С. 194). Однако такие системы обладают достаточно большой скоростью рекомбинации разделенных зарядов, которую до настоящего времени не удается снизить.
Количество запасенной материалом энергии характеризуется величиной светосуммы, т.е. количеством испускаемой световой энергии при последующем возбуждении материала, которое можно осуществить различными способами. Например, при температурном воздействии (термолюминесценция - ТЛ), происходит выделение энергии за счет рекомбинации "ловушечных" состояний, вызванных либо физическими, либо химическими причинами.
Известно, что накопление энергии происходит при облучении некоторых органических соединений (полиэтилена, полистирола, каучука, парафинов, циклогексана и др.) быстрыми электронами при 77К. В этом случае образуются положительные и отрицательные ионы, которые при последующем температурном воздействии рекомбинируют с выделением света. При этом величина светосуммы таких систем увеличивается с увеличением дозы в интервале 1-5 Мрад (Алфимов М.В., Никольский В. Г. , Бубен Н.Я.// Кинетика и катализ. Т. 5, вып. 2. 1964. С. 268-276).
Однако такой способ из-за использования ионизирующего излучения приводит к быстрому разрушению исходного материала.
Известно, что в донорно-акцепторных соединениях запасание световой энергии может происходить как за счет дефектов кристаллической решетки соединений (физический фактор), так и за счет изменения электронного строения молекул соединений, образованных молекулами ароматических соединений, обладающих большим сродством к электрону и способных существовать в различных электронных состояниях: нейтральном, анион-радикальном и в виде бирадикала (химический фактор) (С.В. Лотник, В.П. Казаков "Низкотемпературная хемилюминесценция. М.: Наука. 1987. с. 126; M. Magat // Int. J. Radiat. Phys. Chem. 1969, v. l, p. 199).
Известно несколько способов накопления энергии соединениями за счет изменения количества ловушечных состояний, вызванных такими физическими факторами, как, например, увеличение количества дефектов кристаллической решетки.
Например, известен способ создания светонакопительных систем путем увеличения числа дефектов кристаллической решетки в твердых телах путем их отжига при температуре 450oС. При этом в отожженных образцах полученных кристаллофосфоров происходит увеличение интенсивности ТЛ, как меры запасенной энергии, в 1,5-2 раза (Гурвич А.М., Введение в физическую химию кристаллофосфоров. М.: Высшая школа, 1982, с. 342-343).
Известен также способ создания светонакопительной системы на основе синтеза соединения в присутствии активатора, в качестве которого могут выступать ионы редкоземельных элементов (РЗЭ), Ag, Сu, некоторые неметаллы, например фосфор, в количестве 0,1-0,5 мол. %. Способ приводит к увеличению количества дефектов кристаллической решетки (снижая энергию "ловушечного" состояния), т. е. к увеличению величины запасенной материалом энергии, что проявляется в усилении интенсивности термолюминесценции (ТЛ) данных соединений. Например, при добавлении в качестве соактиватора 0,2 мол. % фосфора интенсивность ТЛ системы BaS04 - Eu возрастает в 5 раз (T.K.G. Rao, S.S. Shinde, B. C. Bhatt, J.K. Srivastava // J/Phys. Condens. Matter., 1995, p. 6569).
Однако, как правило, синтез подобных неорганических кристаллофосфоров ведут при высоких температурах и при строгом соблюдении массового соотношения центров свечения и центров тушения ТЛ, поскольку добавка большего количества активатора приводит к снижению количества "ловушечных" состояний, образованных физическими дефектами, и вызывает тушение ТЛ (Гурвич А.М., Введение в физическую химию кристаллофосфоров. М.: Высшая школа, 1982, с. 120-142).
Наиболее близким к заявляемому является способ получения светонакопительной системы на основе донорно-акцепторного соединения, конкретно, термолюминесцирующего комплексного соединения редкоземельного элемента и карбоновой кислоты типа о, m или р-фталевых кислот или их производных путем их синтеза в условиях обычного солнечного режима и последующего радиоактивного облучения полученного материала (в.з. Японии 57-80476, МКИ С 09 К 11/46)
Величина запасенной световой энергии таких соединений определяется электронным строением донорно-акцепторного комплекса, образовавшегося после воздействия радиоактивного излучения. Термолюминесцентные свойства проявляются после термической обработки полученного соединения при температурах около 250oС. При этом отмечается, что воздействие света окружающей среды в период между термической обработкой и измерениями ТЛ не оказывает влияния на интенсивность термолюминесценции.
Величина запасенной световой энергии таких соединений определяется электронным строением донорно-акцепторного комплекса, образовавшегося после воздействия радиоактивного излучения. Термолюминесцентные свойства проявляются после термической обработки полученного соединения при температурах около 250oС. При этом отмечается, что воздействие света окружающей среды в период между термической обработкой и измерениями ТЛ не оказывает влияния на интенсивность термолюминесценции.
Следует отметить, что в литературе не известны способы создания светонакопительных систем на основе донорно-акцепторных соединений путем увеличения количества "ловушечных" состояний, вызванных химическими факторами, т. е. путем изменения электронного состояния молекул соединений в процессе их образования.
Технической задачей изобретения является создание светонакопительных систем на основе донорно-акцепторных соединений посредством изменения количества "ловушечных" состояний молекул донорно-акцепторных соединений в процессе их образования.
Поставленная задача решается способом формирования светонакопительных систем на основе донорно-акцепторных соединений, содержащих редкоземельные элементы, путем воздействия на нее дифференцированным световым излучением в процессе образования этих соединений.
Способ получения светонакопительной системы осуществляют путем проведения реакции взаимодействия исходных компонентов системы в условиях облучения светом определенной длины волны.
Для этой цели используют свет с длиной волны, лежащей в интервале от инфракрасной области (ИК, λ=2700 нм) до ближнего ультрафиолета (УФС, λ=200 нм).
Данная область светового облучения обеспечивает переход электронов в валентных электронных оболочках атомов и молекул, что приводит к изменению в процессе синтеза количества "ловушечных" состояний молекул, ответственных за светонакопление.
Изменяя состав света, контролируют число образовавшихся "ловушечных" состояний, т. е. управляют количеством запасенной энергии. Время облучения определяется временем протекания конкретного химического процесса.
Впервые показано, что образование молекул донорно-акцепторных соединений в условиях дифференцированного светового облучения приводит к тому, что в зависимости от длины волны используемого светового излучения у соединений одного и того же химического состава изменяется количество запасенной энергии, что проявляется изменением величины светосуммы термолюминесценции.
В качестве донорно-акцепторных соединений, как основы светонакопительной системы, возможно использование соединений, имеющих в своем составе реакционный центр, донор и акцептор электронов. Например, к таким соединениям относятся разнолигандные анион-радикальные комплексы РЗЭ типа [РЗЭ(NО3)2(β)(L)2] Н20 или (РЗЭ)(А)3 Н2О, где в качестве катиона-комплексообразователя (реакционный центр) выступает ион РЗЭ, преимущественно тербий или диспрозий; (β) (донор) - β-дикетоны, например ацетилацетон, бензоилацетон, трифторацетилацетон, гексафторацетилацетон, бензоилтрифторацетон, теноилтрифторацетил-ацетон, дибензоилметан, дипивалоилметан и др. ; L (акцептор) - азотсодержащие гетероциклы, например 1.10-фенантролин, 2.2' - дипиридил и их производные, а А - ароматические кислоты, например бензойная, о-фталевая, м-фталевая, п-фталевая, гемимеллитовая, тримеллитовая, коричная, о-, м-, п-бензойные кислоты и другие.
Для создания необходимого светового режима используют либо различные светофильтры, либо источник когерентного излучения (лазеры), либо соответствующие лампы.
В качестве светофильтров, дающих дифференцированное световое излучение, используют любые светофильтры, дающие световое излучение в области, ответственной за светонакопление, например, КС-13 (λ=620-2700 нм), ЖЗС-4 (λ= 480-2700 нм), ИКС3 (λ=800-2700 нм), ТС-3 (λ=1500-2700 нм) и др. Для создания необходимого светового режима можно использовать либо лазеры, работающие в УФ-диапазоне (ЛГИ-21, λ=337 нм), в видимом диапазоне (He-Ne, λ=633 нм) и ИК-диапазоне (Nd, λ= 1064 нм), либо лампы БУВ-30 (λmах=254 нм), ДРТ-250 (λ= 254-578 нм), ДКсШ-200 (λ=290-2700 нм) и т.д.
На фиг.1 приведены кривые термовысвечивания образца [Тb(NО3)2Асас(Рhеn)2] Н20, полученного водно-спиртовым синтезом при дифференцированном облучении (1, 2, 3 и 5) и в обычных условиях солнечного освещения (4). Кривая 1-характеризует ТЛ образца, полученного при облучении через светофильтр с λ=620-2700 нм. Кривая 2 при облучении через светофильтр с λ= 1500-2700 нм. Кривая 3 при облучении через светофильтр с λ=480-2700 нм. Кривая 4 - то же соединение, полученное в условиях солнечного освещения, а кривая 5 - термовысвечивание образца, полученного при облучении лампой ДРТ-250 с λ=254-578 нм.
На фиг.2 приведены кривые термовысвечивания соединения [Tb(N03)2Acac(Phen)2] H20, полученного твердофазным синтезом при дифференцированном излучении. Кривые: 1 - светофильтр КС-13 (620-2700 нм), 2 - солнечный свет, 3- светофильтр УФС-8 (365 нм) и 4 - механическая смесь исходных соединений KNO3 и Тb(Асас)36Н20.
Обычно синтез соединений, обладающих способностью запасать световую энергию, что проявляется в их ТЛ свойствах, проводят в условиях солнечного излучения, т.е. в спектральном диапазоне с λ=280-2700 нм. Однако, как показали эксперименты, при отсечении во время синтеза спектральной области с λ=200-480 нм, интенсивность термолюминесценции полученных в этих условиях соединений значительно возрастает. Например, при использовании фильтра ИКС-3 на 30%, а КС-13 на 150%.
Экспериментально установлено, что при облучении реакционной смеси светом спектрального диапазона 480-800 нм наблюдается максимальное увеличение количества запасенной энергии, что проявляется в увеличении интенсивности термолюминесценции синтезируемого соединения, а при длинах волн 200-480 нм в условиях жесткого облучения происходит уменьшение количества запасенной энергии, а следовательно, и уменьшение термолюминесценции как меры запасенной энергии. По- видимому, наблюдаемая зависимость величин запасенной энергии соединений от спектрального диапазона светового излучения, при котором происходит их образование, связана с различной эффективностью воздействия излучения на заселение "ловушечных" состояний синтезируемых комплексов, и облучение при λ=480-800 нм способствует появлению максимального количества "ловушечных" состояний и, как следствие, увеличению интенсивности термолюминесценции комплексов.
Спектры люминесценции регистрировали на спектрометре СДЛ-1. Термолюминесценцию образцов регистрировали на установке, состоящей из термостатируемой ячейки с термодатчиками и нагревателем. Скорость нагрева при термовысвечивании составляла О. 3 К/с. Спектры термовысвечивания регистрировали с использованием стандартного усилителя на базе прибора ФЛ-БП, ФЭУ-79 с записью на двухкоординационном потенциометре. УФ-облучение осуществляли нефильтрованным светом лампы ДРТ-250, а при использовании светофильтров для создания светового излучения одинаковой интенсивности, необходимого для последующего сравнения и анализа результатов, использовали лампу ДКсШ-200.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
В черный бокс помещают раствор, состоящий из 2 ммоль (0,906 г) нитрата тербия гексагидрата, растворенного в 5 мл дистиллированной воды, добавляют 4 ммоль (0,792 г) 1,10-фенантролина, растворенного в 15 мл 96%-ного этанола, и 4 ммоль (0,400 мл) ацетилацетона. Соотношение исходных компонентов 1:2:2. Раствор перемешивают, накрывают светофильтром КС-13, помещают под лампу ДКсШ-200 и облучают в течение 8 часов до выпадения осадка розово-малинового цвета. Выключают лампу, достают из бокса реакционную колбу, отфильтровывают образовавшийся осадок, промывают его 30 мл водно-этанольной (1:1) смесью, а затем сушат 1 сутки. Выход 1,179 г (70%).
По данным химического, рентгеноструктурного, люминесцентного анализа состав полученного соединения отвечает формуле [Tb(N03)2Acac(Phen)2]H20, где Асас- ацетилацетонат ион, Phen - 1,10-фенантролин. Найдено/вычислено: С 47.75/45.72, Н 3.40/3.9, N 10.17/9.95. Величина светосуммы составляет 258% по отношению к образцу, полученному в обычных условиях на солнечном свету.
Примеры 2-6 осуществляют аналогично примеру 1, изменяя только световой режим синтеза, условия которого приведены в таблице.
Пример 7.
Осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве исходной используют реакционную смесь, состоящую из 2 ммоль (0,879 г) нитрата диспрозия гексагидрата, растворенного в 5 мл дистиллированной воды, к которому добавляют 4 ммоль (0,624 г) 2,2'-дипиридила, растворенного в 15 мл 96%-ного этанола, и 4 ммоль (0,648 мл) бензоилацетона. Соотношение исходных компонентов 1: 2:2. Раствор помещают под лампу ДКсШ-200, перемешивают, накрывают светофильтром КС-3. Облучают в течение 8 часов. Выпавший кристаллический осадок бледно-желтого цвета отфильтровывают, промывают 30 мл водно-этанольной (1:1) смеси, сушат 1 сутки. Выход 1,2 г (70%).
По данным химического, рентгеноструктурного, люминесцентного анализа состав полученного соединения отвечает формуле [Dy(N03)2Бac(Dipy)2]H20, где Бас - бензоилацетонат ион, Dipy - 2,2'-дипиридил. Найдено/вычислено: С 46.92/46.06, Н 4.02/3.97, N 10.50/10.75. Величина светосуммы 244% по отношению к такому же образцу, полученному в обычных условиях синтеза на солнечном свету.
Условия проведения и результаты по примерам 7-9 приведены в таблице.
Пример 10.
Навески Тb(АсАс)3Рhеn2 0,885 г и KNO3 0,202 г (мольное соотношение 1:2) смешивают и растирают в агатовой ступке на солнечном свету. Время смешивания 10 мин. Затем полученную смесь заливают 10 мл этилового спирта и взбалтывают. Нерастворимый остаток отфильтровывают и сушат на воздухе. Получают 0,78 г соединения состава Тb(АсАс)(NО3)2Рhеn2 (выход 72%). Величина светосуммы 100%.
Пример 11.
Осуществляют аналогично примеру 10, за исключением того, что смесь растирают под лампой ДКсШ-200 в черном боксе, верхняя часть которого представляет собой светофильтр КС-13. Выход соединения 70% (0,76 г). Величина светосуммы 159% относительно примера 10.
Пример 12.
Аналогично примеру 11, но используют лампу ДРТ-250 и светофильтр УФС-8. Выход - 69% (0,80 г).
Пример 13.
Осуществляют аналогично примеру 1, за исключением того, что в качестве исходного соединения рзэ используют смесь 0,815 г нитрата тербия гексагидрата и 0,088 г нитрата диспрозия гексагидрата, растворенную в 5 мл дистиллированной воды. Добавляют 0,792 г 1,10-фенантролина, растворенного в 15 мл 96% этанола и 0,4 мл ацетилацетона. Мольное соотношение компонентов 1:2:2. Полученное соединение представляет собой [Tb0,9Dy0,1(N03)2Acac(Phen)2]H20. Величина светосуммы составляет 214%.
В таблице приведены соединения, синтез которых осуществляли водно-спиртовым способом в условиях воздействия определенных длин волн (примеры 1-9, 13) и в условиях твердофазного синтеза (примеры 10-12), указаны интегральные интенсивности термовысвечивания синтезируемых соединений относительно таких же соединений, синтезированных в обычных условиях, интенсивность которых принята за 100%.
Как видно из таблицы, воздействие в процессе синтеза светом с λ=200-480 нм приводит к снижению ТЛ (пример 5 и 12), т.е. к снижению количества запасенной соединением энергии, в то время как проведение синтеза в условиях воздействия облучения с λ от 480 нм до 2700 нм (примеры 1-3, 6, 7, 9, 11, 13) приводит к увеличению количества запасенной энергии, что фиксируется по усилению ТЛ, относительно образования подобных молекул в условиях солнечного излучения.
Таким образом, регулируя спектральный состав светового излучения во время образования донорно-акцепторных молекул, можно изменять заселенность "ловушечных" состояний синтезируемых донорно-акцепторных комплексов и соответственно изменять количество запасенной комплексами световой энергии и получать светонакопительные системы, которые могут быть использованы для создания материалов для фототермочувствительных молекулярных фотофизических и фотохимических устройств (детекторов), утилизирующих солнечную энергию путем накопления зарядов в ловушках донорно-акцепторных групп при взаимодействии со световым излучением.
Способ может быть использован при синтезе новых фототермочувствительных систем на основе металлоорганических молекул, которые находят применение в качестве элементов молекулярных компьютерных систем в молекулярной электронике и которые способны к молекулярному фотопереключению при перезарядке видимым светом разной длины волны, а также в биофизике и биохимии растений в качестве модельных систем фоторегуляторной деятельности фитохрома.
Claims (3)
1. Способ формирования светонакопительных систем, включающий образование донорно-акцепторных соединений, содержащих редкоземельные элементы, и воздействие на них излучением, отличающийся тем, что воздействие ведут дифференцированным световым излучением в процессе образования этих соединений.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве донорно-акцепторных соединений используют разнолигандные анион-радикальные комплексы редкоземельных элементов.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве разнолигандных анион-радикальных комплексов редкоземельных элементов используют соединения тербия и/или диспрозия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000120082A RU2194735C2 (ru) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | Способ формирования светонакопительных систем |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000120082A RU2194735C2 (ru) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | Способ формирования светонакопительных систем |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000120082A RU2000120082A (ru) | 2002-08-20 |
| RU2194735C2 true RU2194735C2 (ru) | 2002-12-20 |
Family
ID=20238495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000120082A RU2194735C2 (ru) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | Способ формирования светонакопительных систем |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2194735C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2373211C2 (ru) * | 2007-10-05 | 2009-11-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд | Соединение ди(нитрато)ацетилацетонатобис (1,10-фенантролин) лантаноид (iii), пригодное для использования в качестве люминесцентной добавки в чернила, и чернила для скрытой маркировки ценных материальных объектов |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4081300A (en) * | 1973-07-18 | 1978-03-28 | Material Distributors Corporation | Solar control film for use by consumers and the like |
| RU2036217C1 (ru) * | 1991-04-24 | 1995-05-27 | Карасев Владимир Егорович | Полимерная композиция для получения пленки |
| RU2047624C1 (ru) * | 1992-07-30 | 1995-11-10 | Научно-производственная фирма "Сталго" | Полимерная композиция для получения пленок |
| RU2055999C1 (ru) * | 1995-02-13 | 1996-03-10 | Тульское акционерное общество пива и напитков "Таопин" | Способ охлаждения рабочей жидкости, преимущественно в сельскохозяйственном производстве |
| RU2132856C1 (ru) * | 1997-11-25 | 1999-07-10 | Браткова Любовь Робертовна | Светотрансформирующий материал и композиция для его получения |
-
2000
- 2000-07-27 RU RU2000120082A patent/RU2194735C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4081300A (en) * | 1973-07-18 | 1978-03-28 | Material Distributors Corporation | Solar control film for use by consumers and the like |
| RU2036217C1 (ru) * | 1991-04-24 | 1995-05-27 | Карасев Владимир Егорович | Полимерная композиция для получения пленки |
| RU2047624C1 (ru) * | 1992-07-30 | 1995-11-10 | Научно-производственная фирма "Сталго" | Полимерная композиция для получения пленок |
| RU2055999C1 (ru) * | 1995-02-13 | 1996-03-10 | Тульское акционерное общество пива и напитков "Таопин" | Способ охлаждения рабочей жидкости, преимущественно в сельскохозяйственном производстве |
| RU2132856C1 (ru) * | 1997-11-25 | 1999-07-10 | Браткова Любовь Робертовна | Светотрансформирующий материал и композиция для его получения |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ / Под ред. И.И. Артоболевского. - М.: Советская энциклопедия, 1977, с.441. ФИЗИЧЕСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ / Под ред. А.М. Прохорова. - М.: Научное издательство "Большая Российская энциклопедия", 1992, т.3, с.459, т. 4, с.270. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2373211C2 (ru) * | 2007-10-05 | 2009-11-20 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд | Соединение ди(нитрато)ацетилацетонатобис (1,10-фенантролин) лантаноид (iii), пригодное для использования в качестве люминесцентной добавки в чернила, и чернила для скрытой маркировки ценных материальных объектов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Uji et al. | Visible‐to‐uv photon upconversion: recent progress in new materials and applications | |
| Buso et al. | Highly luminescent metal–organic frameworks through quantum dot doping | |
| Streit et al. | Surface‐anchored MOF‐based photonic antennae | |
| Küper et al. | Photofragmentation pathways of a PMMA model compound under UV excimer laser ablation conditions | |
| Kim et al. | Photochemically gated protonation effected by intramolecular hydrogen bonding: towards stable fluorescence imaging in polymer films | |
| Beniazza et al. | Sunlight‐Driven Copper‐Catalyst Activation Applied to Photolatent Click Chemistry | |
| Pietro et al. | Elucidating charge-transfer mechanisms and their effect on the light-induced reactivity of metastable MIL-125 (Ti) | |
| Lin et al. | Hierarchically responsive and photochromic imidazopyridazinium iodoargentate hybrid materials | |
| Fiedler et al. | Synthesis, Structural and Spectroscopic Studies on the Lanthanoid p‐Aminobenzoates and Derived Optically Functional Polyurethane Composites | |
| US20240059964A1 (en) | Lanthanide double perovskite nanocrystals | |
| Akerboom et al. | Substituted phenanthrolines as antennae in luminescent EuIII complexes | |
| RU2194735C2 (ru) | Способ формирования светонакопительных систем | |
| Zhang et al. | Host–Guest Metal–Organic frameworks-based long-afterglow luminescence materials | |
| Zheng et al. | Dramatic improvement in photostability of luminescent Eu (III) complexes with tetraphenylimidodiphosphinate ligand | |
| Steen | ON THE LUMINESCENCE OF L‐TRYPTOPHANE AND l‐TYROSINE IN AQUEOUS SOLUTION AT 77dK INDUCED BY X‐RAYS AND UV‐LIGHT | |
| Tong et al. | Achieving short-wavelength free radical emission by combining small conjugated structure and anti-Kasha emission | |
| Dong et al. | Nanorod Photocatalysts for C− O Cross‐Coupling Reactions | |
| Roh et al. | Er (III)-chelated prototype complexes based on benzoate and pentafluorobenzoate ligands: Synthesis and key parameters for near IR emission enhancement | |
| Déroulède | The study of organic anions by a deferred luminescence technique:“Stimulation spectra” | |
| Rao et al. | Exploring the Gamma-Ray Enhanced NIR-Luminescence and Cytotoxic Potential of Lanthanide-Naphthalene Dicarboxylate based Metal–Organic Frameworks | |
| Yin et al. | Luminescent Dynamics of Perovskite Quantum Dots Encapsulated in Metal–Organic Frameworks | |
| Yee et al. | Effects of Traps on Migration and Annihilation of Triplet Excitation in Phenanthrene Crystals | |
| Milosavljevic et al. | Effects of the degree of hydrolysis on radiation induced reactions in the poly (vinyl alcohol)–poly (vinyl acetate) system | |
| Wu et al. | Understanding the effect of 1, 10-phenanthroline on the photoluminescent properties of mixed-ligand Lead (II) and Zinc (II) coordination polymers | |
| Flipsen | Design, synthesis and properties of new materials based on densely crosslinked polymers for polymer optical fiber and amplifier applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100728 |