Optical response of Ce(III) and Eu(II) doped hybrid materials synthesised by Sol-Gel processing

This study deals with the preparation of two hybrid organic-inorganic matrices via sol–gel, starting from alkylalkoxisilanes Si(CH3)(OCH2CH3)3 (MTEOS)–SiH(CH3)(OCH2CH3)2 (MDES), A system, and SiH(CH3)(OCH2CH3)2 (MDES) SiH(OCH2CH3)3 (TREOS), B system, together with zirconium n-propoxide. Another type-A is carried out by adding acetylacetone, A-acac system. The matrices are characterised by infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance (NMR-MAS), and chemical analysis. Optical characteristics of the matrices have been studied. A-acac and B matrices are doped with an Eu(III) salt, and A and B matrices are doped with a Ce(IV) salt. Absorption and emission studies show the presence of Eu(II) and Ce(III). The transition metal alkoxide that catalysed cleavage of the Si–H bonds was used to reduce in situ at room temperature, the rare earth cations. Depending on chemical strategy, the resulting hybrid materials can be processed as transparent bulks or coatings which exhibit a good transparency in the UV–visible domain. Both the undoped and the rare earth doped matrices exhibit a strong blue emission.<br><br>En este trabajo se aborda la preparación de dos matrices híbridas orgánico-inorgánicas por vía sol-gel, a partir de mezclas de alquilalcoxisilanos Si(CH3)(OCH2CH3)3 (MTEOS)–SiH(CH3)(OCH2CH3)2 (MDES), sistema A, y SiH(CH3)(OCH2CH3)2 (MDES)–SiH(OCH2CH3)3 (TREOS), sistema B, en presencia de n-propóxido de circonio. Se efectúa una variación del sistema A por adición de acetilacetona, sistema A-acac. Las matrices se caracterizan por espectroscopia infrarroja, resonancia magnética nuclear (RMN-MAS) y análisis químico. Se estudian las características ópticas de los materiales obtenidos. Las matrices A-acac y B se dopan con una sal de Eu(III) y las matrices A y B con una sal de Ce(IV). Los estudios de absorción y emisión indican la presencia de Eu(II) y Ce(III), es decir estos estados de oxidación se han generado in situ a temperatura ambiente en los sistemas estudiados, debido a la presencia de hidrógeno generado procedente de la rotura de los enlaces Si–H catalizada por la presencia de n-propóxido de circonio. Dependiendo del método de síntesis, los materiales híbridos resultantes pueden constituirse en forma de monolitos, películas, fibras, etc. transparentes en el intervalo UV–visible. Tanto las matrices sin dopar con las dopadas con iones de tierras raras exhiben una fuerte emisión azul