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为解决有机稀土配合物多色发光防伪功能研究的难题,研究人员制备新型苯甲酸酯 Eu (III) 配合物(Eu-o (m, p)-MBAA)。其具备多激发特性、良好稳定性,用于制备防伪墨水和信息加密,为稀土配合物应用提供理论支持。
在当今科技飞速发展的时代,产品的防伪和信息加密至关重要。稀土配合物凭借其出色的发光特性,在智能防伪、发光传感器和信息加密等领域备受关注。其中,苯甲酸酯及其衍生物稀土配合物因多样的配位方式、高色纯度和优异的发光稳定性,成为研究热点。然而,目前有机稀土配合物多色发光防伪功能的研究面临诸多挑战。
传统制备多色发光有机稀土配合物的方法,如调整不同稀土离子比例,虽能实现多色发光且易于工业化,但因其原理简单,容易被仿造。将多种有机稀土配合物或与无机材料组合,又会出现相分离、发光强度降低等问题,不仅缩短使用寿命,还增加成本,限制了广泛应用。因此,开发新型稀土配合物以解决这些问题迫在眉睫。
为应对上述挑战,来自中国的研究人员开展了一项重要研究。他们设计并制备了一系列新型苯甲酸酯 Eu (III) 配合物(Eu-o (m, p)-MBAA),通过 o -、m -、p - 甲基苯甲酸乙醇酸酯与铕离子配位而成。研究发现,Eu-o (m, p)-MBAA 具有优异的多激发特性,在 250 - 300nm、395nm 和 465nm 的紫外光激发下,均可显示铕离子的特征红光。而且,该配合物在不同 pH 值、存储时间和温度下,发光性能稳定。基于 Eu-p-MBAA 独特的多激发特性,研究人员制备了一系列发光防伪墨水,并用于创建隐蔽的多色二维码。同时,他们还实施了一种将 ASCII 字符与二进制代码相结合的新信息加密策略,这些防伪和信息加密图案可通过手机智能识别和解密。这一研究成果为推动稀土配合物在先进防伪和信息加密领域的应用提供了重要理论支持,发表于《Dyes and Pigments》。
在研究过程中,研究人员使用了多种关键技术方法。通过傅里叶变换红外光谱(FT - IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、质谱和元素分析确定配合物的组成和配位结构;利用 X 射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)探究样品的微观结构;借助三维发光光谱研究配合物在不同激发波长下的发光特性。
下面具体介绍研究结果:
- 配合物结构表征:通过 FT - IR、1H NMR 和质谱对制备的配体进行结构表征。以 p - MBAA 为例,其 FT - IR 光谱中,1725cm?1和 1689cm?1处的吸收峰分别对应酯基和羧基中 C = O 的伸缩振动峰;2952cm?1和 2865cm?1处的吸收峰也有相应的结构归属,确定了配合物的结构组成。
- 多激发特性研究:Eu-o (m, p)-MBAA 的三维发光光谱显示,在 250 - 300nm、395nm 和 465nm 的紫外光激发下,均能产生铕离子的特征红色发光,证明其具有多激发特性。
- 发光稳定性研究:研究不同 pH 值、存储时间和温度对 Eu-o (m, p)-MBAA 发光性能的影响,结果表明该配合物在这些条件下均表现出良好的发光稳定性。
- 防伪与加密应用研究:基于 Eu-p-MBAA 的多激发特性,制备了发光防伪墨水,并用于创建多色二维码。同时,采用 ASCII 字符与二进制代码相结合的加密策略,实现了信息加密,且这些防伪和加密图案可被手机智能识别和解密。
研究结论和讨论部分强调了该研究的重要意义。新型苯甲酸酯 Eu (III) 配合物(Eu-o (m, p)-MBAA)的成功制备,为解决有机稀土配合物多色发光防伪功能的难题提供了新的途径。其多激发特性和良好的稳定性,为开发高性能的防伪和信息加密材料奠定了基础。这种新型配合物有望在先进防伪和信息加密领域得到广泛应用,提升产品的安全性和保密性,对相关产业的发展具有重要推动作用。