Khi các electron của nguyên tử trong phân tử bị kích thích để chuyển từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích có năng lượng cao. Trạng thái này không bền, nó chỉ tồn tại trong khoảng thời gian rất ngắn (khoảng 10-8 giây) và có xu hướng trở về trạng thái ban đầu và đồng thời giải toả ra một phần năng lượng đã hấp thụ. Năng lượng phát ra dưới dạng ánh sáng nên được gọi là hiện tượng phát quang [6].
Phân tích huỳnh quang dựa trên cơ sở chuyển cấu tử cần xác định thành một hợp chất (thường là phức chất), sau đó chuyển hợp chất thu được sang trạng thái kích thích bằng một dòng ánh sáng có bước sóng xác định. Khi đó, một phần ánh sáng hấp thụ được biến thành dạng nhiệt, còn một phần biến thành ánh sáng huỳnh quang.
Các dữ liệu phổ huỳnh quang phức chất của Eu (III) với phối tử axit picolinic cho thấy khi bị kích thích bởi bức xạ tử ngoại ở 225nm, phổ phát xạ huỳnh quang của phức chất xuất hiện ở vùng từ (550-750) nm với năm cực đại phát xạ hẹp và sắc nét liên tiếp ở 579 nm, 618 nm, 656 nm và 684 nm, trong đó cực đại phát xạ ở 656 nm có cường độ rất yếu, 2 cực đại phát xạ ở 591 nm và 684 nm có cương độ trung bình và tương đương nhau, còn cực đại phát xạ ở 618 nm có cường độ mạnh nhất. Ứng với các dải phát xạ này là sự xuất hiện ánh sáng rực rỡ của mền trông thấy: vùng lục (579 nm), vùng cam (591 nm; 618 nm) và vùng đỏ (656 nm; 684 nm). Các dải phổ này được quy gán tương ứng cho sự chuyển dời: 5D0 – 7F0 (579 nm), 5D0 – 7F1 (591 nm), 5D0 – 7F2 (618 nm), 5D0 – 7F3 (656 nm), 5D0 – 7F4 (684 nm) của ion Eu3+ [10]
Một trong những công bố gần đây nhất của các tác giả [23] là phức chất có khả năng phát quang của Tb3+ được dùng như một cảm biến để phát hiện metanol có lẫn trong ethanol. Phức chất này được tổng hợp bởi 0,230 mmol Tb(NO3), 0,115 mmol axit trimesic, 6 ml DMF, 6 ml etanol EtOH và 4.0 ml nước cất. Các phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại, phân tích nhiệt, hiển vi
điện tử quét và nhiễu xạ tia X đã được sử dụng để nghiên cứu sự tổng hợp thành công và tính chất của phức chất. Kết quả cho thấy phức chất có số phối trí 7, trong đó mỗi ion Tb3+ tạo liên kết với ion Tb3+ khác qua 3 nhóm COO- của 3 phối tử trimesat và số phối trí thứ 7 được hình thành bởi một phân tử H2O, có thể mô tả như sau:
Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng cường độ phát quang của phức chất tăng khi tăng nồng độ metanol trong etanol, tính chất này không phụ thuộc vào lượng nước có trong hệ phản ứng. Phát hiện này cho thấy phức chất trimesat của Tb3+ là một cảm biến thích hợp để đánh giá mức độ pha trộn của metanol trong etanol, đặc biệt là trong trường hợp metanol vượt ngưỡng cho phép.
Hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu về khả năng phát quang của phức chất đất hiếm.
Chương 2
THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN