Synthesis, Characterization and Photophysical Study of 4,4’-Diamino-2,2’-stilbenedisulfonate with Lanthanide Ions Complexes

Abstract

Одержано комплекс 4,4’-діаміно-2,2’-стилбендісульфонової кислоти (DSD) з йонами тривалентного лантаніду Eu3+ і Tb3+ у співвідношенні 3:1 (DSD:Ln). Комплекси у вигляді порошку мають чорний (Eu3+) і коричневий (Tb3+) кольори. За допомогою комплексометричного титрування та елементного аналізу CHN визначено загальну формулу комплексів: Eu(C14H12N2SO3SO3H)3∙3H2O та Tb(C14H12N2SO3SO3H)2(CF3SO3)∙3H2O. Зсув смуги DSD при 330 нм до більшої величини в інфрачервоних спектрах комплексів та зникнення смуг при 2921 та 2623 см-1 свідчать про утворення комплексів з йонами Eu3+ і Tb3+. За допомогою теплового аналізу визначено, що DSD є термостабільним до 573 К, а розклад комплексів вказує на другу та третю втрату маси для йонів Eu3+ і Tb3+, відповідно. За результатами люмінесцентного аналізу визначено, що комплекси не забезпечують випромінювання з лантаноїдної частини у видимій області, що може бути пов'язано з триплетними станами ліганду, які, ймовірно, мають меншу енергію, ніж емісійний стан йонів Eu3+ (5D0) and Tb3+ (5D4).

Complex of 4,4’-diamino-2,2’-stilbenedisulfonic acid (DSD) with trivalent lanthanide ions Eu3+ and Tb3+ were prepared at the ratio of 3:1 (DSD:Ln). The complexes with ions present in the form of powder show black (Eu3+) and brown (Tb3+) colors. The complexometric titration and CHN elemental analysis suggest that these complexes have the general formula Eu(C14H12N2SO3SO3H)3∙3H2O and Tb(C14H12N2SO3SO3H)2(CF3SO3)∙3H2O. The shift of the 330 nm band for DSD to a longer wavelength in the infrared spectra of the complexes and the disappearance of the bands at 2921 and 2623 cm-1 are indicative of the formation of complexes with ions Eu3+ and Tb3+. Thermal analysis shows that DSD is thermally stable up to 573 K and the decomposition process of the complexes shows two and three mass losses for ions Eu3+ and Tb3+, respectively. The analysis of luminescence indicates that the complexes do not present the emission from the lanthanide moiety in the visible region. This may be related to the ligand triplet states, which are probably at lower energy than the emission state of the Eu3+ (5D0) and Tb3+ (5D4) ions.