Оптический температурный сенсор на основе смешанных органических соединений редкоземельных элементовНИР

Optical temperature sensor based on mixed organic compounds of rare earth elements

Источник финансирования НИР

грант РНФ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 12 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Оптический температурный сенсор на основе смешанных органических соединений редкоземельных элементов
Результаты этапа: В рамках проекта № 23-22-00103 «Оптический температурный сенсор на основе смешанных органических соединений редкоземельных элементов» в 2023 году были изучены растворы в ацетонитриле ряда новых комплексов редкоземельных элементов (европия, тербия, самария) с лигандами на основе 2,2'-бипиридилдикарбоксамидов с различными пиридиновыми заместителями (R1=4Py, R2=H; R1=2Py, R2=H; R1=2Py, R2=6Me). С помощью метода спектрофотометрического титрования впервые определены соотношения лигандов L и металлов M в образовавшихся комплексах редкоземельных элементов и рассчитаны константы устойчивости комплексов. Измерены спектры поглощения, испускания и возбуждения люминесценции, кинетика люминесценции растворов в ацетонитриле комплексов редкоземельных элементов ML при различных температурах в диапазоне 20-60 °C. Обнаружено, что спектры поглощения комплексов редкоземельных элементов практически не изменяются при изменении температуры растворов. Однако при увеличении температуры происходит увеличение интенсивности люминесценции ионов европия и самария в комплексах, а интенсивность люминесценции ионов тербия в комплексах, наоборот, уменьшается. Предложено объяснение механизма данного эффекта. Получено, что время жизни люминесценции ионов европия в комплексах с ростом температуры уменьшается на 17%; а время жизни люминесценции ионов тербия в комплексах увеличивается с ростом температуры (данные зависимости требуют дополнительного изучения на примере комплексов с близкими по строению лигандами). Установлено для ряда изученных комплексов, что температурные изменения в спектрах люминесценции ионов европия и самария носят необратимый характер, ионов тербия – обратимый. Впервые исследованы спектрально-люминесцентные свойства и кинетика затухания люминесценции смешанных растворов комплексов редкоземельных элементов с избытком металла по отношению к лиганду LMN (M=Tb, N=Eu; M=Tb, N=Sm) при различных температурах в диапазоне 20-60 °C. Обнаружено, что спектры поглощения таких смесей практически не изменяются при изменении температуры растворов, как и для комплексов с другим соотношением L:M. Зависимости интенсивности люминесценции ионов европия, тербия и самария в растворах смешанных комплексов от температуры носят аналогичный характер, что и для комплексов только с одним типом металла: интенсивности люминесценции ионов европия и самария увеличиваются с температурой, а интенсивность люминесценции ионов тербия в комплексах уменьшается. Получено, что квантовый выход суммарной люминесценции и время жизни люминесценции ионов редкоземельных элементов в смешанных комплексах не зависят от температуры. Обнаружено, что и в случае смешанных комплексов изменение люминесценции ионов европия и самария в растворах носит необратимый характер, тербия – обратимый. Предложено использовать отношение интенсивностей люминесценции ионов разных редкоземельных элементов в смесях в качестве чувствительного к температуре параметра. Выбраны три раствора смешанных комплексов редкоземельных элементов с наилучшими характеристиками для их потенциального применения в качестве оптических температурных сенсоров. Проведено детальное исследование спектров поглощения, испускания и возбуждения люминесценции, кинетики затухания люминесценции смешанных растворов комплекса европия и тербия с лигандом 4Py (как показавшего наилучшие результаты в экспериментах) без избытка металла по отношению к лиганду с различными соотношениями европия и тербия при температурах в диапазоне 20-60 °C. Обнаружено, что спектры поглощения таких смесей практически не изменяются при изменении температуры растворов. Зависимости интенсивностей ионов европия и тербия в растворах смешанных комплексов от температуры носят аналогичный характер, что и для комплексов только с одним типом металла. Квантовый выход суммарной люминесценции и время жизни люминесценции ионов редкоземельных элементов в смешанных комплексах не зависят от температуры. Обнаружено, что изменение люминесценции ионов европия в растворах смешанных комплексов носит необратимый характер, тербия – обратимый. Получены коэффициенты чувствительности люминесценции к температуре ионов тербия и европия в смешанных комплексах редкоземельных элементов в экспериментах без избытка металла по отношению к лиганду. Получены зависимости отношения интенсивностей люминесценции европия и тербия от температуры при различных соотношениях европия и тербия в смешанных системах. По результатам работы опубликованы две статьи. Также результаты работы были представлены на трех международных и всероссийских конференциях.
2 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Оптический температурный сенсор на основе смешанных органических соединений редкоземельных элементов
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".