В журнале Inorganic Chemistry (ИФ 4.6) опубликована статья сотрудников Института Ушакова Д.А., Рядуна А.А., Демакова П.А. и Федина В.П.
“Controllable Solid-State Transformations and Enhanced Luminescence of Labile Lanthanide(III) Aquanitrato Complexes Anchored within a Hydrogen-Bonded Organic Matrix", Ushakov D.A., Ryadun A.A., Demakov P.A., Fedin V.P. // Inorganic Chemistry, 2026, 65 (31): 18334–18345. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.6c02905. Посмотреть статью
Строение комплексов [Eu(H2O)2(NO3)4]– и [Eu(H2O)(NO3)5]2–, селективно кристаллизованных в органической матрице (···Hodabco+···)n. Данные РСА монокристаллов.
Соединения лантанидов (редкоземельных элементов) давно привлекают внимание благодаря своим уникальным оптическим свойствам и активно используются в промышленности. Они способны давать яркое и узкополосное свечение, что делает их ценными в производстве дисплеев, лазеров, систем защиты от подделок и даже в медицинской диагностике.
Нитратные комплексы лантаноидов отличаются простотой получения и важны в их разделении. Однако в водных растворах эти комплексы нестабильны (лабильны), а присутствие воды в координационной сфере иона металла, как правило, сильно ухудшает их характеристики люминесценции за счёт колебательного тушения связями O–H.
В работе проведён селективный синтез ряда акванитратных комплексных соединений РЗМ с крупным органическим катионом – протонированным N,N'-диоксидом 1,4-диазабицикло[2.2.2]октана (odabco), содержащих либо одну, либо две молекулы воды на один ион металла. Несмотря на присутствие воды в координационной сфере, полученные соединения демонстрируют крайне высокие квантовые выходы люминесценции – до 40% для соединений на основе европия(III), что связано с вовлечением координированных молекул воды в водородные связи, снижающие частоту колебательного тушения. Благодаря фиксации в кристаллической «матрице», образованной крупными органическими катионами, обычно непрочные акванитратные комплексы стабилизированы и могут переходить друг в друга под влиянием молекул воды прямо в структуре кристаллов без её разрушения, что показано дифракционными методами и измерениями характеристик люминесценции. В результате, за счёт изменения содержания воды в системе, направленно достигается четырехкратное варьирование квантового выхода и двухкратное варьирование времени жизни красной фосфоресценции кристаллов.
Результаты представляют интерес для приготовления простых составов с высокоэффективной люминесценцией на основе лантаноидов, а также для обнаружения следов воды и создания «умных» материалов с переключаемыми характеристиками люминесценции.
Выполнено при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, проект № 125020401317-8.