Спектрально-люминесцентное исследование триптицена
и переноса энергии в системах, содержащих триптицен
Кушаева Мата Алавдиевна
Объектом исследования является углеводород, представляющий собой орторомбические кристаллы –– триптицен (C20H14; 9,10-Дигидро-9,10-о-бензенантрацен). Бесцветное, хорошо растворимое в обычных органических растворителях вещество с температурой плавления 254,03 °С, нереакционноспособное вещество, образует новый и сравнительно малоизученный класс соединений. Молекулярная масса триптицена составляет 254,325 а. Е. М.
Изучение спектрально –– люминесцентных характеристик триптицена проводились двумя способами: 1 –– спектрально-люминесцентногоый анализ; 2 –– исследованиие ИК-спектров.
Спектрально-люминесцентного анализ включает в себя: исследование отдельного образца чистого триптицена; и триптицена, растворённого в бензоле. Для изучения явления переноса энергии в примесных образцах. Триптицен был расплавлен с примесями. В качестве примесей были выбраны образцы, способные участвовать в процессе переноса энергии: парадибромбензол, триазол и дефинил. Концентрация примесного образца составляла C=10-2 моль/моль.
Исследование ИК –– спектров проводилось с целью изучения их температурной зависимости для напылённого образца триптицена, и выявления кристаллизации аморфной пленки триптицена.
По итогам работы можно сделать следующие выводы.
1. Выводы, полученные в результате спектрально-люминесцентного анализа:
a) Интенсивность спектра люминесценции триптицена зависит от способа приготовления образца и детектирования спектров: интенсивностиь спектра люминесценции триптицена, полученного при регистрации его в закрытой кювете в 7,4 раз меньше интенсивности спектра люминесценции триптицена, полученного при регистрации его в открытой кювете; интенсивность спектра люминесценции образца помещенного на подложку. В 1,28 раза больше, чем интенсивность спектра люминесценции плавленого триптицена, измеренного в открытой кювете; интенсивность люминесценции порошка, полученного после плавления, по сравнению с интенсивностью люминесценции исходного порошка, уменьшилась почти вдвое. Положения максимумов спектров люминесценции не меняются;
b) Интенсивность спектра люминесценции мелкодисперсного образца триптицена в 38 раз превышает интенсивность люминесценции раствора триптицена в бензоле, что может быть объяснено с точки зрения теории агрегатно-индуцированной люминесценции, причинами которой главным образом являются: 1 — ограничение кристаллической решёткой подвижности молекул, обеспечивающее жёсткость молекулярных структур; 2 — образование, посредством межмолекулярных водородных связей, люминесцирующих агрегатов;
c) Спектры люминесценции кристаллов триптицена с примесью парадибромбензола являются суперпозицией спектров люминесценции примеси и матрицы;
d) Возбуждая кристаллы триптицена с примесью триазола в области поглощения матрицы, мы наблюдаем ослабленную флуоресценцию матрицы. Интенсивность спектра примесного образца в 1,85 раза меньше, чем интенсивность спектра чистой матрицы. Аналогичные изменения наблюдаются и в спектрах возбуждения люминесценции;
e) При внедрении молекул дифенила в матрицу триптицена происходит процесс переноса энергии с молекул матрицы на молекулы примеси, что подтверждается исследованием концентрационной зависимости. С увеличением концентрации примеси заметен рост интенсивности спектра люминесценции примесного образца триптицена с дифенилом.
2. Выводы, полученных при исследовании ИК-спектров триптицена
a) Изменения, говорящие о кристаллизации аморфной пленки, не наблюдаеются;
b) Температурная зависимость сохраняется. Это свидетельствует о том, что процесс кристаллизации при плавлении триптицена не происходит.
Spectral-luminescent study of triptycene and energy transfer in triptycene containing systems
The purpose of this work was a study of spectral-luminescent characteristics of triptycene (Colourless, readily soluble in common organic solvents substance with a melting temperature of 254.03 ° C), as well as manifestations of energy transfer in doped samples of triptycene and a FTIR study of sputtered films of triptycene and temperature dependence of the spectra in order to detect the crystallization of amorphous triptycene films.
The study of spectral – luminescent characteristics of triptycene carried out in two ways:
1. Spectral-luminescent analysis
2. FTIR study
The Spectral-luminescent study analysis includes a study of a pure triptycene; and triptycene dissolved in benzene. To study the phenomenon of energy transfer in doped samples, triptycene was melted with different admixtures.
Paradibrombenzol, triazole and definil were chosen as admixtures because they can participate in energy transfer.
Concentration of the admixture in doped sample was C = 10-2 mol / mol.
FTIR study was carried out to monitor the temperature dependence of the of sputtered films of triptycene and crystallization of amorphous triptycene films.
As a result of these studies we can conclude:
1. Conclusions derived from the spectral-luminescence analysis
a) The intensity of triptycene luminescence depends on the way of sample preparation and registration of the spectra.
The intensity of the luminescence spectrum triptycene obtained by registering it in a closed cell is 7.4 times lower than the intensity of the luminescence spectrum of triptycene obtained by registering it in the open cell. Sample registration without cell is 1.28 times greater than the intensity of the luminescence spectrum of melted triptycene measured in an open cell. The luminescence intensity of the powder obtained after melting, compared to the intensity of the luminescence starting powder, is almost halved. Peaks of the luminescence spectra do not change.
b) Intensity of luminescence spectrum of the powedered triptycene is 38 times greater than the intensity of the luminescence of triptycene in benzene. It can be explained in terms of the theory of aggregation-induced luminescence, which causes mainly are: 1 - limited restrict of molecular mobility in the crystal lattice , providing rigidity of molecular structures; 2 - generation of luminescent centers by intermolecular hydrogen bonds.
c) Luminescent spectra of crystalline triptycene doped with paradibrombenzene are a superposition of the admixture and the matrix.
d) Exciting of crystalline triptycene doped with triazole in the absorption region of triazole leads to a weakened fluorescence of matrix. The intensity of the spectrum of the doped sample is 1.85 times less than the intensity of the spectrum of pure matrix. Similar changes were observed in the excitation spectra of luminescence.
e) The introduction of the molecules of diphenyl in triptycene matrix leads to energy transfer from the matrix molecules to the admixture molecule, which
is confirmed by the study of the concentration dependence. With the increase of the admixture concentration visible increase in the intensity of the luminescence of the crystalline triptycene doped with biphenyl is observed.
2. Summary obtained in the study of the FTIR spectra of triptycene
a) Changes which indicate the crystallization of the amorphous film is are not observed
b) The temperature dependence is preserved.
This indicates that melting triptycene does not lead to the crystallization process.
