DOI: 10.1007/s10853-021-06758-5

近年来，稀土配合物以其独特的发光特性，如清晰的发光带、较长的寿命和较高的发光量子效率而闻名于世。由于镧系离子在紫外区的吸收面积相对较小，因此它们对光的吸收较弱。然而，可以通过与有机配体的配位以及随后从配体三重态到配位金属离子的能量传递来改善激发。静电纺丝是一种将稀土配合物与基体材料结合，获得荧光效率高、机械性能稳定的纤维膜的加工方法。在此，研究者通过静电纺丝技术制备了含镧系元素配合物的电纺纳米纤维，报告了荧光纳米纤维在色度可调材料和氧传感材料中的应用。然后重点探讨了荧光纳米纤维的发光机理，并基于纤维膜的主要构成材料研究了聚合物基膜和陶瓷基膜。

图1.用于颜色可调氧传感的静电纺丝纳米纤维膜概述。

图2.a）Eu3+、Nd3+、Sm3+和Gd3+的能级结构图。b）稀土Eu掺杂PMMA纤维膜的发射光谱。c）配体通过吸收紫外能量将电子从基态单重态（S0）跃迁到激发态（S1），并通过系间交叉释放到三重态（T1）。然后，能量从T1态跃迁到Eu（III）离子的振动能级，基态Eu（III）离子的电子被激发到激发态。最后，当处于激发态的电子再次释放能量回到基态时，Eu（III）离子发出特征荧光。

图3.a）文献中常用的二酮配体结构。b）用于镧系元素β-二酮配合物的路易斯碱的结构。c）席夫碱配体、环状衍生物配体和有机羧酸配体的结构。

图4.a）Eu配合物和Sm配合物分子结构的合成过程。b）含稀土配合物的PMMA溶液的静电纺丝过程。c）含Eu配合物的PS溶液的静电纺丝示意图。d）静电纺丝含Tb络合物或Eu络合物的溶液的显微示意图。

图5.X射线下稀土Eu（III）配合物（a）和Sm（III）配合物（b）的晶体结构。c）不同配体下Eu的分子结构示意图。d）聚甲基丙烯酸甲酯、铕/聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维、Eu2（PBT）3（NO3）3复合物和PBT的红外光谱。e）聚甲基丙烯酸甲酯、钐/聚甲基丙烯酸甲酯纤维、Sm（III）配合物和2-stp配体在4000-600cm-1区域的红外光谱。

图6.a）Eu（III）复合物、纯PMMA纤维和稀土Eu/PMMA纳米纤维的TGA曲线。b）聚甲基丙烯酸甲酯纤维、钐/聚甲基丙烯酸甲酯纤维和钐络合物的热重分析曲线。c）Eu（TFI）3TPPO和Eu（TFI）3TPPO/PVP在不同Eu（TFI）3TPPO含量下的发光衰减曲线。d）Eu/PMMA（Eu2（PBT）3（NO3）3）纳米复合纤维在不同质量分数稀土配合物下的发射光谱。e）通过在366nm激发下监测612nm处的发射来测量Eu（DBM）3荧光纤维的荧光衰减。f）SiO2-Tb3+混合纳米颗粒和SiO2-Tb3+/PVP纳米纤维的发射寿命。

图7.a）纯PVP纤维和PVP/SiO2纤维的阴极发光光谱。b）Eu离子掺杂PVP/SiO2纤维的阴极发光光谱。c）室温下稀土Tb离子掺杂PVP/TiO2纤维膜的光致发光（PL）光谱。d）稀土Tb离子掺杂PVP/TiO2纤维膜在500℃下煅烧的光致发光（PL）光谱。e）不同Y2O3:Eu3+样品在室温下的激发光谱。f）未经掺杂的ZnO（S0）以及掺杂不同浓度La3+（0.2%（S1）、1%（S2）、2%（S3）、4%（S4））的ZnO的UV/Vis吸收光谱。g）在370nm激发下，掺杂不同浓度La3+离子的ZnO的国际照明委员会（CIE）色度坐标。h）在频率范围（100Hz-1MHz）内测量的BLxT陶瓷的室温介电常数。i）PVA纤维中晶体的固固生长机制示意图。

图8.a）不同Tb（BA）3phen与Eu（BA）3phen质量比（0:10、1:9、1.5:8.5、2:8、3:7和10:0）的复合纳米纤维，分别标记为a、b、c、d、e和f。b）铕配合物与铽配合物比例不同的复合纳米纤维的CIE色度图。c）含不同Eu3+和Ce4+质量比的LaOCl:Eu3+和Ce4+纳米纤维的激发和发射光谱，5%:5%、5%:2.5%、5%:1.7%、5%:1%、5%:0分别标记为a、b、c、d、e。d）在紫外激发下，由Tb3+到Eu3+的能量传递过程。e）LaOCl:Eu3+和Tb3+的PL激发和发射光谱。f）不同比例的Tb3+、Tm3+、Eu3+或Sm3+的CL光谱以及CL照片。g）xEu3+、yTb3+、zTm3+纤维样品在900℃下退火的LaOCl:CL数码照片。h）含四种不同稀土配合物的Bi2Ti2O7:Yb3+/Eu3+纤维的UC光谱。i）在Bi2Ti2O7:Yb3+/Eu3+纤维中Yb3+与Eu3+之间可能的能量传递。