本论文从设计合成具有优良载流子传输和高发光效率的稀土配合物为出发点,合成了四类具有氮、氧原子协同配位的新型配体及其稀土配合物,并对配合物的发光性能进行了较为系统的研究。本论文的研究工作主要包括以下几个方面：一、氮、氧协同配位的新型铕配合物设计合成及发光性能研究1、设计合成了与性能优良的绿色发光材料八羟基喹啉铝配位形式类似的噁二唑酰亚胺类配体,此类配体的优点是具有协同配位的氧、氮原子以及离域的共轭体系,可与稀土铕离子形成稳定的内络盐型配合物。通过在与嗯二唑相连的苯环的对位引入推、吸电子基团对配体进行结构修饰,合成了一系列新型的稀土铕配合物,并系统地研究了它们的光物理性质。研究结果表明：1)此系列配体具有较高的光吸收系数,作为天线配体能很好地吸收光辐射能量；2)通过对配体的取代基修饰可以有效地调节其三重态能级,使之与Eu3+的5D0能级相匹配,从而提高铕配合物的量子效率。3)我们以邻菲啰啉(phen)为第二配体合成了配合物Eu(L3)3(phen),将其掺杂到TPD中作为发光层制备了电致发光器件,结果得到了铕离子较为纯正的红光发射,器件的最大亮度和EL效率分别为117cd/m2和0.17 lm/W。2、我们通过在1,10-邻菲啰啉的2位引入芳酰亚胺取代基合成了一系列以氮、氧协同配位的2-芳甲酰氨基-1,10-邻菲啰啉类三齿中性配体A1～A6,并分别以NO3-和三硝基苯酚(Pic-)作阴离子配体合成了两系列的铕配合物Eu(NO3)3(An)和Eu(Pic)3(An)2·CH3CH2OH(n=1～6),并系统地研究了它们的光物理性质。研究结果表明：此系列配体具有较高的光吸收系数,它们的三线态能级与铕离子的5Do能级匹配较好,作为天线配体能有效地敏化铕离子发光；红外及单晶结构分析表明此系列中性配体具有很强的三齿配位能力；对比这两系列配合物的荧光寿命和量子效率发现,由于配位乙醇分子的OH高能振动和苦味酸根的电荷迁移谱带导致Pic-系列铕配合物的荧光寿命和量子效率普遍比NO3-系列小很多。二、氮、氧协同配位的三齿邻菲啰啉类新型近红外发光稀土配合物的合成及性质研究1、以2-(1,10-邻菲啰啉基)-2-苯酚类化合物(HN1和HN2)为配体,合成了稀土铒、钕、镱的配合物。配体HN1和HN2的三线态能级分别为16584 cm-1和17065cm-1,与稀土离子Nd3+、Yb3+和Er3+的发光态能级(分别为11300,10200和6500 cm-1)差均大于5400 cm-1,不会发生能量反传,能有效地敏化这些稀土离子的荧光发射。以420 nm波长的光激发配合物,均检测到稀土铒、钕、镱离子位于近红外区的特征发射,说明这两个配体是一种优良的近红外发光稀土离子的光敏剂。除未能测到铒系列配合物的荧光衰减曲线外,钕、镱配合物的荧光衰减曲线均符合单指数衰减函数,表明配合物中的稀土离子只存在一种配位形式。2、受2-芳甲酰氨基-1,10-邻菲啰啉类中性配体结构的启发,我们设计、合成了一系列2-(1,10-邻菲啰啉基)-甲基-芳基酮类阴离子配体HF1-HF6及其相应的稀土铒、钕、镱配合物,系统研究了它们的光物理性质。结果表明：1)此系列配体在400-500 nm的可见区具有较强的光吸收能力；2)六种配体的三线态能级分别与稀土离子Nd3+、Yb3+和Er3+的激发态能级(分别为11300,10200和6500cm-1)匹配较好,是一类优良的近红外发光稀土离子的荧光敏化剂；3)含-CF3取代基的配体HF6减少了因CH的高频振动导致的荧光淬灭,有效地提高了稀土配合物的荧光寿命及内量子效率。3、在B3LYP/6-31G和TD-B3LYP/6-31G的水平上对配体2-苯甲酰氨基-1,10-邻菲啰啉(A1)、2-(1,10-邻菲啰啉基)-甲基-苯基酮(HFl)进行了量化计算,系统分析了配体的前线分子轨道特征和激发态能级。计算结果表明：由于分子各部分对整个分子轨道贡献以及基态向激发态间电子跃迁的方向不同,导致了它们的三线态能级有较大的差别,从而从量子化学角度很好地解释了它们在敏化稀土离子发光方面存在很大差异的原因。