Lantanit ve geçiş metali bileşiklerinin elde edilmesi ve fotolüminesans özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of lanthanide and transition metal complexes and investigation of photoluminescence properties
Yazar: ÇAĞDAŞ KOÇAK
Danışman: DOÇ. DR. GÖRKEM OYLUMLUOĞLU
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında iki yeni lantanit tabanlı koordinasyon bileşikleri [Dy(2-Stp).2(H2O)]n (1) ve {[Ho(2-Stp)‧3(H2O)]‧(H2O)}n (2) [2-Stp = 2-sülfotereftalik asit] hidrotermal reaksiyon ile ve iki yeni monomerik Cu(II) bileşikleri, bakır(II)asetatmonohidrat'ın 3-{[(3-hidroksipropil)imino] metil}-4-nitrofenol (H2L) reaksiyonu ile 3; 2-((E)-(2-hidroksipropilimino) metil)-4-nitrofenol (H2L) reaksiyonu ile 4 sentezlendi. Yapısal analizler katı hal UV-Vis ve FTIR spektroskopileri, tek ve toz kristal X-Işını kırınımı analizleri ve fotolüminesans çalışmaları ile karakterize edildi. Bileşik l'de Dy atomları iki boyutlu katman oluşturan dört tane köprü 2-Stp ligandıyla koordinasyon yaparken Ho atomları 2'de bir boyutlu çift zincir oluşturan üç tane köprü 2-Stp ligandıyla koordinasyon yaparlar. 3 ve 4 bileşikleri kristalde moleküller arası O — H ‧‧‧ O hidrojen bağları molekülleri tek boyutlu bir zincir yapısı oluşturmak için bağlar ve π ‧‧‧ π bağları da molekülleri üç boyutlu bir yapı oluşturmak için bağlar. Bileşikler ve serbest ligandların katı hal fotolüminesans özellikleri, görünür bölgede ve yakın kırmızı altı bölgede oda sıcaklığında 349 nm'de UV ışığı uyarması altında incelenmiştir. 2-Stp ligandı yeşil ışıma sergilerken, 1 ve 2 bileşikleri sırasıyla yoğun bir şekilde sarı ve sarı-turuncu ışıma sergilerler. 1 ve 2 bileşiklerinde gözlenen fotolüminesans 2-Stp ligandından sırasıyla Dy(III) ve Ho(III) iyonlarına "anten etkisi" ile verimli enerji transferinden kaynaklanır ve bu iyonların karakteristik ışımalarını gösterir. Bileşikler uyarıldıklarında 3, güçlü yeşil bir ışıma ve 4 ise güçlü lacivert bir ışıma sergilerken; onların ligandları mavi ışıma gösterirler. Mükemmel lüminesans performansları, bu dört bileşiğin de potansiyel ışıma yapan malzemeler için çok iyi adaylar olmasını sağlar.

Abstract:
Two new lanthanide-based coordination compounds, [Dy(2-Stp).2(H2O)]n (1) and {[Ho(2-Stp)‧3(H2O)]‧(H2O)}n (2) [2-Stp = 2-sulfoterephthalic acid] were synthesized by hydrothermal reaction. Two novel monomeric Cu(II) complexes have been synthesized by the reaction of copper(II) acetate monohydrate and 3-{[(3-hydroxypropyl)imino]methyl}-4-nitrophenol (H2L) for 3 and [H2L = 2–((E)–(2–hydroxypropylimino)methyl)–4–nitrophenol] for 4. The structural analysis was performed by UV-Vis and FTIR spectroscopy techniques, single crystal and powder X-ray diffraction and solid state photoluminescence. In compound 1, Dy atoms are coordinated by four bridging 2-Stp ligands forming two-dimensional (2D) layer, while Ho atoms by three bridging 2-Stp ligands creating one dimensional (1D) double chains in 2. In the crystals of 3 and 4, intermolecular O—H‧‧‧O hydrogen bonds link the molecules to form a one-dimensional chain structure and π‧‧‧π contacts also connect the molecules to form a three-dimensional structure. The photoluminescence of the complexes and the free ligands were measured under UV light at 349 nm wavelength at room temperature. The complexes 1 and 2 display in the solid state and at room temperature an intense yellow and yellow-orange emission, respectively whereas the free ligand shows green emission. This photoluminescence is achieved by efficient energy transfer by antenna effect from ligand to metal ions Dy(III) and Ho(III). The complexes display a strong green emission for 3 and a strong navy-blue emission for 4 while their ligands display blue emission.The excellent luminescent performances make these all four complexes very good candidates for potential luminescence materials.