Диссертация

Цель диссертационной работы состоит в разработке научных основ создания новых люминесцентных материалов путем модифицирования состава и строения координационных соединений лантанидов на основе ароматических карбоксилатов. В качестве объектов исследования в работе выбраны серии моно- и гетерометаллических ароматических карбоксилатов РЗЭ, в том числе разнолигандные комплексы с нейтральными лигандами (всего 46 анионных и 14 нейтральных лигандов), а также наночастицы фторидов РЗЭ, поверхностно-модифицированные ароматическими карбоксилат-анионами. Для доказательства применимости выявленных закономерностей к другим классам соединений в круг объектов были также включены комплексы РЗЭ с основаниями Шиффа и фосфорилфенолят-анионами. 1. Получено 306 монометаллических КС РЗЭ, из которых 283 – впервые, и 147 новых гетерометаллических соединений, для которых установлен состав, проведена первичная характеризация свойств ряда синтезированных соединений комплексом физико-химических методов и детально исследованы люминесцентные свойства. Для 45 из них определены кристаллические структуры. 2. На массиве экспериментального материала развит и применен методологический подход, включающий использование люминесцентной спектроскопии для характеристики состава и строения соединений лантанидов. 3. Проведена количественная характеризация состава, строения и фотофизических свойств полученных в работе ароматических карбоксилатов лантанидов, которая позволила выявить особенности их строения и свойств в зависимости от состава и условий синтеза. 4. Впервые изучены особенности образования фторбензоатов лантанидов, в том числе разнолигандных, и выявлены факторы, влияющие на их состав и строение. 5. На примере исследованных ароматических карбоксилатов лантанидов разработан научный подход к направленному синтезу люминесцентных материалов на их основе. Он основан на синтетических приемах, которые обеспечивают сочетание эффективной люминесценции с необходимыми для материалов физико-химическими свойствами: химической, термической и оптической стабильностью, высокой растворимостью, электронными свойствами и др. 6. Выявлены возможности и ограничения трех способов дизайна КС РЗЭ – варьирования анионного лиганда, разнолигандного комплексообразования и получения гетерометаллических соединений, – как по отдельности, так и в сочетании друг с другом при одновременном варьировании люминесцентных и физико-химических характеристик ароматических карбоксилатов лантанидов (растворимость, подвижность носителей заряда, поглощение) для дизайна люминесцентных материалов на основе этих соединений. 7. На примере изученных ароматических карбоксилатов лантанидов впервые проведено разностороннее исследование влияния гетерометаллического комплексообразования на люминесцентные свойства. 8. При изучении некоторых комплексов с фосфорилфенолят-анионами и основаниями Шиффа показано, что предложенный подход к дизайну КС РЗЭ не является специфическим для класса ароматических карбоксилатов и может быть распространен на другие классы КС РЗЭ.