选择刚性有机化合物4-硝基氮氧化吡啶-2-甲酸(POA)作为配体，与稀土金属 La(III)、Pr(III)反应，合成了2个一维配位聚合物。X射线单晶衍射结果表明：配合物1的分子式为{［La(POA)3H2O］·CH3OH}n，属于单斜晶系，空间群是P21/c。该晶胞参数分别为a=1.756 8 nm，b=0.663 6 nm，c=2.048 6 nm，α=90°，β=96.96°，γ=90°,V=2.370 7 nm3，Mr=738.28。配合物2的分子式为{［Pr(POA)3H2O］·H2O}n，属于单斜晶系，空间群是P21/c。该晶胞参数分别为a=1.757 8 nm，b=0.656 9 nm，c=2.046 7 nm，α=90°，β=97.20°，γ=90°,V=2.344 8 nm3，Mr=726.25。两个配合物的配位单元组成和结构相似，中心离子都处于稍变形的三帽三棱柱的配位环境中。通过红外光谱、紫外光谱、热重分析仪和荧光光谱仪对两个配合物的性质进行表征。荧光分析表明，配体和配合物均有较强的荧光性能。

发展了一种非接触式稀土荧光自参比温度传感器, 即将有机稀土配合物K［Yb(Az)4］包埋在苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中, 并附着在洁净的石英片上制备得到了温度传感薄膜Yb@PSMM。 通过研究不同温度下Yb3+的荧光发射光谱, 利用其在近红外波段荧光性质随温度变化的规律, 开发了一种比率型稀土荧光温度传感方法, 其原理是通过不同温度下Yb3+的荧光发射光谱的形状随温度的变化, 结合在不同温度下Yb3+的核外电子在外层Stark劈裂亚能级上的分布符合Boltzmann分布律的特点, 利用其近红外荧光发射光谱中900 nm~990 nm波长范围内与990~1 150 nm波长范围内的积分峰面积比的自然对数与温度的倒数呈现的线性关系作为温度测量的标准曲线, 实现了-195~105 ℃范围内的温度精确测量。 经考察, 该发光温度传感器在0 ℃附近的温度测量分辨率达到了0.1 ℃。 与已报道的发光温度传感器相比, 提出的新型温度传感器具有如下几个优势: 其一, 所选用的发光材料的Stokes位移大于500 nm, 有效地避免了环境背景干扰; 其二, 由于采用荧光积分峰面积而非荧光强度作为考察对象, 大大减小了测量中由于仪器或测量次数较少引入的随机误差; 其三, 采用同一发光材料的荧光发射光谱中两个荧光峰面积的比值, 相当于在体系中引入了自参比, 有效避免了由于荧光材料的浓度、 几何构型以及光源强度等外界因素变化对测量结果产生的影响; 其四, 利用稀土发光材料作为温度传感材料, 可以利用其荧光寿命长、 单色性好、 强度高的特点; 其五, 温度传感膜本身不溶于水, 也不在水中扩散, 便于直接测量原位温度变化; 其六, Yb3+的发光位于900~1 150 nm的近红外波长范围, 而这个波段的荧光具有较好的穿透性使得该温度传感器有望在复杂体系的温度传感、 成像等领域发挥重要作用。 在实际测量的装置中, 通过调整光路使得辐照在样品上的入射光斑大小仅约为1 mm2, 并将Yb@PSMM固体膜样品的放置方向与入射激发光的夹角设置为225°, 从而规避了入射光源的反射光对检测器的影响, 而具有较好穿透能力的近红外荧光几乎不受影响, 从而进一步确保了该温度传感器的测量结果。

水热法合成了新的配位聚合物, ［Eu(2-stp)(2,2’-bipy)(H2O)］·H2O (2-stp=2-磺酸对苯二甲酸根, 2,2’-bipy=2,2’-联吡啶）。 通过X-射线单晶衍射确定了该配合物的晶体结构。 该配合物为一维平行双链结构。 Eu3+与2-磺酸对苯二甲酸根的六个氧原子, 2,2’-联吡啶的两个氮原子和一个水分子配位。 对该配合物进行了荧光性质的研究, 发射光谱中出现了Eu3+的五个特征峰, 分别位于581, 594, 619, 654和698 nm, 对应于Eu3+的5D0→7FJ (J=0～4)跃迁。 位于619 nm的最强发射峰是由5D0→7F2跃迁产生的。 不同有机溶剂对该配合物荧光强度有不同程度的影响, 苯甲醛对该配合物具有显著的荧光猝灭效应, 故该配合物可作为苯甲醛的荧光感应探针。

合成了两种新的配合物{［Eu3(bidc)4(phen)2(NO3)］·2H2O}n (1)和［Tb2(bidc)3(H2O)2］ (2)(bidc =苯并咪唑二羧酸根,phen=1,10-邻菲啰啉).配合物1是链状结构,含有三种不同的金属离子配位环境:Eu(1)O6N2,Eu(2)O8和Eu(3)O6N2.配合物2是二维网状结构,含有两种配位环境相似的金属离子:Tb(1)O8和Tb(2)O8.配合物1在581,593,615,654和702 nm处出现发射峰,为Eu3+的5D0→7FJ(J=0－4)跃迁产生的特征荧光.最强发射峰位于615 nm,对应于5D0→7F2跃迁,为红光.跃迁强度I(5D0→7F2)∶I(5D0→7F1)约为2.5,说明Eu3+不处于反演中心.配合物2在490,545,584和622 nm出现发射峰,归属为中心Tb3+的5D4→7FJ(J=6－3)跃迁产生的特征荧光.在545 nm的发射最强,对应于5D4→7F5跃迁,为绿光.探讨了不同溶剂对配合物1和2荧光的影响.实验结果表明硝基苯对配合物1和2具有显著的荧光猝灭作用,因此配合物1和2可用于环境污染物硝基苯的检测.

合成了两种双功能介孔磁/光纳米复合材料。磁性Fe3O4纳米粒子作为核被包覆于介孔二氧化硅纳米球中, 稀土铽和铒配合物分别通过硅烷化的配体PABA-Si和phen-Si共价嫁接于介孔球的网络中。研究了所制备的双功能纳米复合材料的结构、磁性、荧光发射性质, 结果表明, 双功能纳米复合材料具有介孔结构、超顺磁特性和相应稀土配合物的特征荧光发射性质。

利用二氧六环(dioxane)小分子作为第二配体, 吡哌酸(PPA)作为第一配体合成了稀土荧光配合物Eu(PPA)3dioxane和Tb(PPA)3dioxane。 这种小分子直接参与配位形成稀土配合物的现象很少见到。 所合成的配合物通过与单独使用吡哌酸作为配体的配合物Eu(PPA)3和Tb(PPA)3对比, 发现二氧六环对稀土配合物的荧光具有明显的增强效果, 尤其是对Tb3+所形成的稀土配合物, 荧光增强非常显著。 二氧六环的参与配位, 代替了原来的水分子, 这样就会在一定程度上减少了热振动所造成的能量损失, 从而增强荧光。 所制备的稀土配合物通过红外光谱、荧光光谱、荧光寿命等方法进行了表征。 对于由Eu和Tb所形成的配合物, 加入第二配体二氧六环对其荧光寿命的影响差别很大, 这说明对于Eu和Tb所形成的配合物存在着不同的能量传递过程。 这种荧光增强现象为检测小分子二氧六环的存在及其含量提供了一种新的方法。