Síntesis y caracterización de compuestos luminiscentes de iones 4f

Abstract

En este trabajo, se han estudiado los mecanismos de luminiscencia de down-shifting y up-conversion. Para el estudio de down-shifting, se sintetizaron complejos formados por iones lantánidos, como Nd3+ , Eu3+ , Gd3+ , Tb3+ y Er3+ , y ligandos orgánicos como sensibilizadores. Para el estudio de up-conversion, se prepararon nanopartículas de NaYF4 dopadas con Yb3+ , Er3+ y Tm3+ . Los compuestos se caracterizaron por análisis elemental, espectrometría de masas, espectros IR, difracción de rayos X de polvo y monocristal, SEM, absorción UV-Vis, emisiones y tiempos de vida. Las síntesis se llevaron a cabo con un rendimiento superior al 80%. Los resultados de los análisis elementales han sido buenos, y la estructura cristalina se pudo resolver para algunos complejos con uno de los ligandos. Además, el estudio de los patrones de difracción de polvos mostró que los complejos de cada familia eran isoestructurales. Para los upconverters, las imágenes de SEM mostraron que la morfología de las nanopartículas era la esperada. Las propiedades de luminiscencia de los complejos de iones lantánidos revelaron una transferencia de energía altamente eficiente de la antena a los iones Ln3+ . Los tiempos de vida medidos fueron del orden de s para todos los complejos, siendo el  de los complejos Eu (III) significativamente mayor que el resto.

In this work, the luminescence mechanisms of down-shifting and up-conversion have been studied. For such a purpose, complexes formed by lanthanide ions, such as Nd3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+ and Er3+, with organic ligands as sensitizers were synthesized for the down-shifting studies. For the up-conversion study, NaYF4 nanoparticles doped with Yb3+, Er3+ and Tm3+ were prepared. The compounds were characterized by elemental analyses, mass spectrometry, IR spectra, simple crystal and powder X-ray diffraction, SEM, UV-Vis absorption, emission and lifetimes. The syntheses were carried out with a yield higher than 80%. The results of elemental analyses have been good, and the crystal structure could be solved for some complexes with one of the ligands. Furthermore, the study of powder diffraction patterns showed that the complexes of each family were isostructural. For the up-converters, the SEM images showed that the morphology of the nanoparticles was as expected. The luminescence properties of the lanthanide complexes revealed a highly efficient energy transfer from the antenna to the Ln3+ ions. Lifetimes measured were of the order of s for all the complexes, being  of the Eu (III) complexes significantly greater than the rest.