1. 研究的目的与意义

随着我国工业化和城市化的发展，工业废水排放与污染问题也在不断增加。废水中的有害污染物尤其是有机物是水和土壤质量调查的主要重点之一，与人类生活的所有领域密不可分。其中可溶性有机物是引起水污染、土壤污染的主要原因。因此，解决废水中可溶性有机物的快速、高效检测非常重要，其中的关键在于能在复杂体系中对目标物质进行实时检测。近年来，很多研究者在荧光检测技术方面取得了很多研究成果，提出的荧光探针检测污染物质对于有机污染物的检测起到了支撑作用。荧光探针检测时不需要借助有机溶剂、毒性低、灵敏度高、实时可视化监测、不会产生二次污染，具有较好的发展前景。

稀土元素被誉为“新材料宝库”，在推动新能源、新材料等产业发展中发挥了巨大的作用。中国稀土资源丰富，如何有效利用稀土资源成为研究热点。在稀土元素中，铕(Eu)可以在紫外至近红外区域被激发，其价电子能够通过4f → 4f跃迁产生光致发光现象。该光致发光过程具有锐带发射、寿命长、Stokes位移大等特点，在荧光探针、压力传感、药物输送、荧光成像等领域表现出巨大的应用价值。

依据Laporte规则，Eu离子自身的4f → 4f跃迁是宇称禁阻的，直接激发Eu离子产生荧光的效率较低，这极大地限制了Eu离子在荧光材料中的应用。突破Eu离子自身的4f → 4f禁阻跃迁的有效方法是利用有机刚性配体与Eu离子配位成键，将所吸收的光能通过共振耦合等方式传递给Eu离子，进而激发Eu离子产生高效率的荧光。

松香是一种重要的可再生资源，其结构中的三元菲环结构赋予其自身较大的空间位阻效应和刚性，可以在一定程度上抑制配体分子的振动以减少光能损耗，进而提高配合物的量子产率。其次，与不含芳香环结构的松香产物相比，脱氢枞酸、脱氢枞胺等松香衍生物分子中含有芳香环结构，其共轭效应相对较强，使得分子体系中电子云密度平均化，能够显著降低分子的振动频率；该类分子中的芳香环结构还能明显改善分子的不稳定性。因此，利用松香衍生物作为配体，与稀土离子反应构建稀土基配合物，可以作为荧光探针以检测水溶液中有机物的浓度。

2 研究内容

2.1松香基Eu(III)离子配合物的制备及其结构分析

将松香衍生物与含氮杂环化合物(1,10-菲啰啉、2,2’-联吡啶等)作为复合配体，通过一步沉淀、溶剂热反应，制备得到相应的松香基Eu(III)离子配合物。采用FTIR、UV-vis、XRD、XPS、MS等技术手段研究了松香基Eu(III)离子配合物的化学组成、晶体结构、原子价态等信息。

2.2松香衍生物结构对Eu(III)离子配合物荧光性能的影响

通过对松香基Eu(III)离子配合物的紫外吸收光谱、荧光激发光谱、发射光谱、荧光衰减光谱、绝对量子产率等性能研究，分析了松香对Eu(III)离子配合物的荧光强度、量子产率、荧光寿命、Judd–Ofelt参数的影响，探讨了松香结构对Eu(III)离子配合物荧光性能的影响规律。

2.3 稀土离子配合物检测水溶液中有机物的浓度

通过改变水溶液中有机物的浓度，研究有机物对稀土离子配合物的荧光性能（如荧光强度、荧光纯度等）的影响，建立有机物浓度与稀土离子配合物的荧光性能的函数关系，从而构建稀土配合物基荧光探针。在此基础上，分析有机物对稀土离子配合物产生荧光增强或荧光淬灭的机理。

3. 特色与创新点

3.1 本项目首次将松香衍生物与含氮杂环化合物作为复合配体应用于澜系配合物的构建中。利用松香衍生物具有较大体积效应、较好刚性和芳香共轭性的优势，可以增强配体与Eu(III)离子之间的能量传递效率，减少含羟基化合物对配合物中Eu(III)离子的影响，进而提高Eu(III)离子配合物的荧光性能和光电性能，同时又可以提高配合物的热稳定性能。

3.2 利用水溶液中有机物浓度能够影响配合物荧光性能的效应，建立起有机物浓度与配合物荧光性能的函数关系，进而分析有机物对配合物产生荧光淬灭或荧光增强的机理。为稀土基配合物荧光探针的推广和理论分析建立一定的实验和理论基础。

4. 学生获得的训练

4.1 本研究项目是将松香这一天然化合物应用于澜系离子配合物的制备及其光学性能的研究，并分析松香衍生物的结构对于配合物荧光性能的影响。本项目的立意符合绿色化学概念，学生能够在具体的实践过程中亲身实践如何将天然化合物应用于附加值较大的光学材料中。将松香及其衍生物作为配体来制备光学配合物材料，还能进一步扩大松香及其衍生物的应用领域，为后续松香衍生物的高值化利用打下较好的实践和理论基础。

4.2 学生在进行本项目的研究过程中，需要综合利用所学无机化学、配位化学、光谱学等课程的理论知识和实践技能，以完成相应的配合物的制备和光学性能检测。因此，学生既能将所学基本理论知识应用于实践，同时又能在具体的操作和分析过程中巩固所学专业知识，以培养创新精神和意识。

5. 预计成果

本项目在研究完成后能将松香衍生物应用于澜系配合物荧光探针的构建当中。在充分分析配合物的结构与光学性能的基础上，能够揭示松香衍生物分子的空间结构对于配合物光学性能的影响规律，从而为扩大松香基配合物的应用领域，以及后续的研究和制备松香基高性能光学配合物材料打下良好的基础。

本项目主要从事研究松香基澜系配合物的制备及其光学性能研究。涉及到的课程包括无机化学、配位化学、光谱学等，要求学生具有一定的物理、化学理论和实践基础，同时具有良好的团队合作能力和沟通能力，以及良好的文献阅读和写作能力。