БЕСЦВЕТНЫЙ ФОСФОРЕСЦИРУЮЩИЙ ЛЮМИНОФОР ЗЕЛЕНОГО СВЕЧЕНИЯ
COLOURLESS PHOSPHORESCING GREEN GLOWING LUMINOPHOR

Изобретение относится к фосфоресцирующим люминофорам, конкретно к тем из них, которые бесцветны при дневном освещении. Такие люминофоры находят применение в средствах защиты ценных бумаг и документов от фальсификации, а также в качестве излучающих веществ в электролюминесцентных устройствах. (Каткова М.А., Витухновский А.Г., Бочкарев М.Н. // Успехи химии. 2005. Т.74. №12. С.1193-1215.)
Известны фосфоресцирующие люминофоры зеленого свечения, представляющие собой различные координационные соединения лантаноидов с карбоксилатными лигандами, такие как трис-бензоат и трис-нитробензоат тербия. Эти координационные соединения имеют малую квантовую эффективность люминесценции. (V.Tsaryuk, К.Zhuravlev, V.Zolin, P.Gawryszewska, J.Legendziewicz, V.Kudryashova, I.Pekareva. Regulation of excitation and luminescence efficiencies of europium and terbium benzoates and 8-oxyquinolinates by modification of ligands // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 177 (2006) 314-323).
3
Частично недостатки аналогов устраняются координационным соединением тербия(III) с ортооксибензойной кислотой (HL1), имеющим формулу Tb(L1) (ортооксибензоат тербия(III)), являющимся бесцветным фосфоресцирующим люминофором зеленого свечения, который выбран в качестве наиболее близкого аналога - прототипа. По сравнению с вышеуказанными аналогами он имеет большую квантовую эффективность люминесценции, а именно: в 5 раз для трис-бензоата тербия(III) и в 200 раз для трис-нитробензоата тербия(III). (Eliseeva S., Kotova О., Kuzmina N. et al. // Synth. Met. 2004. V.141. P.225.)
К недостаткам наиболее близкого аналога относится невысокая интенсивность и квантовая эффективность люминесценции.
Технической задачей заявляемого изобретения является получение эффективного бесцветного фосфоресцирующего люминофора зеленого свечения, обладающего высокой интенсивностью люминесценции.
3
Для решения поставленной задачи предлагается бесцветный фосфоресцирующий люминофор, представляющий собой координационное соединение тербия(III) с [2-(аминокарбонил)фенокси] уксусной кислотой (HL2) и имеющий формулу Tb(L2), а именно:
3
В отличие от прототипа предлагаемый люминофор в качестве лиганда содержит [2-(аминокарбонил)фенокси]уксусную кислоту (HL2), что обеспечивает координационным соединением тербия (III) общей формулы TbL новизну.
На чертеже изображены спектры люминесценции прототипа (1) и заявляемого (2) люминофора при комнатной температуре, представляющие собой зависимости интенсивности люминесценции от волнового числа.
-1
Как видно на чертеже, заявляемый люминофор имеет большую квантовую эффективность люминесценции, что определяется площадью под кривой спектра люминесценции в видимой области по сравнению с прототипом (в 7.7 раза) и большую интенсивность люминесценции, что определяется высотой пиков максимумов в спектрах люминесценции. Заявляемое вещество имеет максимумы фосфоресценции при 20500, 18300, 17000, 16000 см.
Координационное соединение тербия(III) с [2-(аминокарбонил)фенокси]уксусной кислотой было получено методом электрохимического синтеза по способу растворяемого анода (Н.Н.Богдашев, А.Д.Гарновский, О.А.Осипов, В.П.Григорьев, Н.М.Гонтмахер. Комплексные соединения металлов с некоторыми азотсодержащими лигандами // Журн. общ. химии. - 1976. - Т.46. - №3. - С.675).
Пример конкретного выполнения.
2
В электрохимическую ячейку помещают 50 мл 0,05 М раствора [2-(аминокарбонил)фенокси]уксусной кислоты (HL2) в метаноле. В качестве фонового электролита добавляют 0,5 г хлорида лития. В полученный раствор опускают платиновый электрод, являющийся катодом, и электрод из металлического тербия, являющийся анодом и подключают к источнику постоянного тока. Электрохимический синтез ведут в течение 2 ч 40 мин, при напряжении 10 В, силе тока 25 мА и плотности тока 10 мА/см. При этом в ходе синтеза в системе протекают следующие процессы:
-
1
2
2
K/HL2+e→L2+/H;
0
3+
А/Tb-3е→Tb;
-
3+
3
3L2+Tb→Tb(L2)
В результате синтеза образуется белый осадок, который затем отфильтровывают, промывают этанолом и высушивают до постоянной массы. Выход полученного соединения составил 85,3%.
27
24
3
12
Результаты анализа полученного соединения: Найдено (%): С, 43.68; Н, 3.22; N, 5.61; Tb, 21.44. CHNOTb. Вычислено (%): С, 43.74; Н, 3.26; N, 5.67; Tb, 21.52.
-1
-1
as
s
В ИК-спектре заявляемого синтезированного координационного соединения обнаружены полосы поглощения (см) 3412 ν(N-H), 1609 δ(N-H), 1596 ν(COO-), 1420 ν(COO-). В ультрафиолетовой области спектра при 33500 см обнаружена полоса поглощения (логарифм коэффициента экстинции равен 3.51).
На основании изложенного можно сделать вывод о том, что заявляемый люминофор имеет более высокую эффективность (в 7.7 раза) и интенсивность зеленого свечения люминесценции по сравнению с прототипом, а следовательно, обладает изобретательским уровнем, промышленно применимо, т.е. удовлетворяет критериям изобретения.