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Scientific Reports volume 6, Artigo número: 24458 (2016) Citar este artigo

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Novos luminóforos organo-EuIII, Eu(hfa)x(CPO)y e Eu(hfa)x(TCPO)y (hfa: hexafluoroacetilacetonato, CPO: óxido de 4-carboxifenil difenilfosfina, TCPO: 4,4′,4″-tricarboxifenil óxido de fosfina), foram sintetizados pela complexação de íons EuIII com porções hfa e ligantes CPO ou TCPO. As estabilidades térmica e luminescente dos luminóforos são extremamente elevadas. A temperatura de decomposição de Eu(hfa)x(CPO)y e Eu(hfa)x(TCPO)y foi determinada como 200 e 450 °C, respectivamente. A luminescência de Eu(hfa)x(TCPO)y sob irradiação de luz UV foi observada mesmo em alta temperatura, 400 °C. As propriedades luminescentes de Eu(hfa)x(CPO)y e Eu(hfa)x(TCPO)y foram estimadas a partir de espectros de emissão, rendimentos quânticos e medições de vida útil. A eficiência de transferência de energia das porções hfa para os íons EuIII em Eu(hfa)x(TCPO)y foi de 59%. A luminescência fotossensibilizada de Eu(hfa)x(TCPO)y hiperestável a 400 °C é demonstrada para futuras aplicações fotônicas.

Tem havido um interesse significativo no desenvolvimento de materiais lantanídeos luminescentes para uso em dispositivos como lâmpadas fluorescentes1,2,3, luzes LED4,5,6,7,8,9,10,11 e displays10,11,12,13. Recentemente, nos concentramos em luminóforos organolantanídeos com fortes propriedades luminescentes para futuras medidas de economia de energia . Os luminóforos organolantanídeos são acoplados a uma antena aromática para alta eficiência de absorção de fótons. Os luminóforos orgânicos gerais são decompostos abaixo de 200 °C, infelizmente. No caso de aplicações industriais de dispositivos orgânicos que utilizam materiais lantanídeos luminescentes, a termoestabilidade é necessária para um processo de produção de material eficaz e durabilidade a longo prazo. Este manuscrito descreve novos luminóforos organolantanídeos com termoestabilidade e fortes propriedades luminescentes usando um efeito fotossensibilizado. O luminóforo organolantanídeo a 400 °C é um material inconcebível, que apresenta características de cerâmica sólida e moléculas inteligentes.

Atualmente, existem vários tipos de luminóforos organolantanídeos baseados no design característico do ligante que foram desenvolvidos como materiais fortemente luminescentes . ,29,30,31,32,33,34,35. Uma rede tridimensional composta por luminóforos organolantanídeos, que evitam vibrações de alongamento e rotações de ligantes orgânicos, leva a uma estrutura termoestável. Du e colaboradores sintetizaram um composto lantanídeo tridimensional com ácido 1,3-benzenodicarboxílico para a construção de uma estrutura termoestável . Hong e colaboradores demonstraram que uma estrutura metal-orgânica tridimensional de lantanídeo (MOF) composta por íons lantanídeos (LnIII = Nd, Sm, Eu, Gd) e óxido de tris-(4-carboxilfenil)fosfina tem uma alta temperatura de decomposição (500 °C)37. No entanto, os ligantes articulares do tipo benzeno não promovem fotossensibilização eficaz em luminóforos organo-EuIII (η <1%). Espera-se que luminóforos de lantanídeos termoestáveis ​​com fotossensibilização eficaz abram um novo campo da ciência dos materiais luminescentes. Tentamos preparar um material organolantanídeo com alta termoestabilidade e luminescência fotossensibilizada eficaz. Neste estudo, novos luminóforos organo-EuIII com porções hfa (hfa: hexafluoroacetilacetonato) e óxido de carboxifosfina (CPO: óxido de 4-carboxifenil difenil fosfina/TCPO: óxido de 4,4′,4″-tricarboxifenilfosfina) são relatados, as estruturas dos quais são mostrados na Figura 1. As porções hfa atuam como ligantes de fotossensibilização em luminóforos organo-EuIII e desempenham um papel importante na supressão da transição não radiativa via relaxamento vibracional devido às suas frequências vibracionais mais baixas . A coordenação das partes de óxido de fosfina em CPO e TCPO como ligantes articulares tridimensionais fornece uma frequência vibracional baixa para uma luminescência forte. Os ligantes CPO e TCPO também são projetados para incluir grupos carboxi para a construção da estrutura termoestável Ln-MOF relatada por Hong e colaboradores . Um complexo mononuclear EuIII, Eu(hfa)3(TPPO)2 (TPPO: óxido de trifenilfosohina) foi preparado como referência padrão. A termoestabilidade dos luminóforos organo-EuIII foi avaliada por meio de análise termogravimétrica (TGA). As propriedades luminescentes foram estimadas a partir de espectros de emissão, rendimentos quânticos e medições de vida útil. A luminescência brilhante de Eu(hfa)x(TCPO)y a 400 °C foi observada com sucesso e a eficiência de transferência de energia de Eu(hfa)x(TCPO)y foi calculada em 47%. Assim, luminóforos organo-EuIII fotossensibilizados termoestáveis ​​e eficazes foram demonstrados pela primeira vez.