一种二维稀土配位聚合物荧光材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于稀土金属配位聚合物领域，特别涉及一种二维稀土配位聚合物荧光材料，其化学式为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n，其中H4cit为柠檬酸；晶体属于单斜晶系，

Two dimensional rare earth coordination polymer fluorescent material and preparation method thereof

The invention belongs to the field of rare earth metal coordination polymers, in particular to a two-dimensional lanthanide coordination polymer fluorescent material, its chemical formula is [Sm (Hcit) (H2O) 2 - 2H2O]n, where H4cit is monoclinic citric acid,

【技术实现步骤摘要】
一种二维稀土配位聚合物荧光材料及其制备方法
本专利技术属于稀土金属配合物材料
，具体涉及一种二维稀土配位聚合物荧光材料（即由左右螺旋链交替排列构成的柔性羟基羧酸配体钐配合物）及其制备方法。
技术介绍
近年来，由于稀土金属离子配合物具有较高的发光色纯度、高的量子效率以及相对较长的荧光寿命等优点，使其在传感材料、光伏器件、生物医学分析等方面具有广泛的应用价值，并已成为金属有机发光材料的重要研究领域之一，并且在这些方面也取得了一定的进展。[deMelo,E.F.;Santana,N.D.C.;Alves,K.G.B.;deSá,G.F.;deMelo,C.P.;Rodrigues,M.O.;Júnior,S.A.J.Mater.Chem.C,2013,45,7574;Rocha,J.;Carlos,L.D.;Paz,F.A.A.;Ananias,D.Chem.Soc.Rev.,2011,40,926;White,K.A.;Chengelis,D.A.;Gogick,K.A.;Stehman,J.;Rosi,N.L.;Petoud,S.J.Am.Chem.Soc.,2009,131,18069;Hao,J.N.;Yan,B.Chem.Commun.2015,51,7737;Chen,Z.;Sun,Y.;Zhang,L.;Sun,D.;Liu,F.;Meng,Q.;Wang,R.;Sun,D.Chem.Commun.2013,49,11557]。然而，镧系金属离子配合物的稳定性和机械强度相对较低，如何选择合适配体进而弥补这些缺陷并进一步提高配合物的荧光性能，使其作为荧光材料得到实际应用还面临艰巨的挑战。因此，对于镧系金属配位聚合物荧光材料的研究和探索，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种二维稀土配位聚合物荧光材料（柔性羟基羧酸配体钐配位聚合物）及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种二维稀土配位聚合物荧光材料，其化学式为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n，其中H4cit为柠檬酸；晶体属于单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为：a=10.4392(8)Å，b=10.0983(7)Å，c=11.8967(9)Å，α=90°，β=111.03(10)°，γ=90°。该二维稀土配位聚合物荧光材料的分子结构如图1所示，一维螺旋链结构如图2所示，二维平面结构如图3所示。本专利技术还提供了上述二维稀土配位聚合物荧光材料的制备方法，其以水作为溶剂，柠檬酸、三聚氰胺和Sm(NO3)3·6H2O混合后在水热条件下反应制得所述二维配位聚合物荧光材料。具体的，可以将柠檬酸、三聚氰胺和Sm(NO3)3·6H2O加入水中，混合搅拌30-40min，然后在110-130℃下恒温密闭3天，冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥即得所述二维配位聚合物荧光材料。进一步优选的，柠檬酸与三聚氰胺、Sm(NO3)3·6H2O的物质量比为0.5-0.7：0.5-0.7：1，每毫摩尔Sm(NO3)3·6H2O所对应加入水的体积为5-7mL。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的二维稀土配位聚合物荧光材料经测定：在室温下显示出纯净的红色光，荧光衰减试验显示平均寿命为6.45μs，表现出良好的发光特性，使其在荧光材料领域具有很好的应用前景；而且制备工艺简单，收率高。附图说明图1为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n的分子结构图；图2为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n的一维螺旋链结构图；图3为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n的二维平面结构图；图4为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n的红外光谱图；图5为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n的颜色坐标；图6为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n的固态荧光光谱图；图7为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n的荧光衰减图。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步地详细介绍，但本专利技术的保护范围并不局限于此。实施例1一种二维稀土配位聚合物荧光材料的制备方法，具体为：取柠檬酸（0.7mmol），三聚氰胺(0.5mmol），Sm(NO3)3·6H2O(1mmol)加入5毫升的水中，搅拌40分钟，然后密封于25毫升聚四氟乙烯反应釜中，在110℃下恒温三天，冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到浅黄色块状晶体，收率为30.2%。实施例2一种二维稀土配位聚合物荧光材料的制备方法，具体为：取柠檬酸（0.5mmol），三聚氰胺(0.5mmol），Sm(NO3)3·6H2O(1mmol)加入6毫升的水中，搅拌40分钟，然后密封于25毫升聚四氟乙烯反应釜中，在120℃下恒温三天，冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到浅黄色块状晶体，收率为51.5%。实施例3一种二维稀土配位聚合物荧光材料的制备方法，具体为：取柠檬酸（0.5mmol），三聚氰胺(0.7mmol），Sm(NO3)3·6H2O(1mmol)加入7毫升的水中，搅拌40分钟，然后密封于25毫升聚四氟乙烯反应釜中，在130℃下恒温三天，冷却至室温，经过滤、洗涤、干燥得到浅黄色块状晶体，收率为34%。对制备所得的浅黄色块状晶体进行如下测试。1）晶体结构测定：选取合适的单晶在BrukerApex-IICCD衍射仪上进行Ｘ射线衍射分析，测试温度为296(2)K。使用石墨单色化的MoKα射线(λ=0.071073nm)，在2.09°＜θ＜28.26°的范围内收集晶体衍射点数据，通过经验法对数据进行还原和吸收校正。通过SHELXS-97和SHELXL-97程序法对结构进行解析和精修。配合物中氢原子的坐标通过理论加氢或差值Fourier合成法得到，非氢原子的坐标用全矩阵最小二乘法进行各向异性温度因子修正。配合物的晶体学数据见下表1，分子结构如图1所示，一维螺旋链结构如图2所示，二维平面结构如图3所示。表1、配合物的晶体学数据。2）红外光谱测定：用溴化钾压片法在400~4000cm–1范围内使用德国BrukerVERTEX70傅里叶红外光谱仪测定。所得配合物的主要红外吸收峰（见图4）为：3585cm–1,3425cm–1,3207cm–1,2809cm–1,2707cm–1,2606cm–1,1568cm–1,1387cm–1,1250cm–1,1069cm–1,924cm–1。其中，3425cm–1来自于O–H的伸缩振动吸收峰，而1568cm–1,1387cm–1处的吸收峰应归属于羧酸根的不对称伸缩振动及对称伸缩振动吸收峰。3）固体荧光光谱测定：荧光光谱是通过英国EdinburghInstrumentsFLS980荧光光谱仪进行测定的。当激发波长λex=402nm时，配合物显示出纯净的红色光（见图5），并伴有四个特征荧光发射峰：560、596、642和706nm，分别归属于4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2和4G5/2→6H11/2的跃迁。其中，位于642nm的4G5/2→6H9/2发射峰强度最高（见图6）。因此，以642nm作为发射波长对配合物进行了荧光衰变曲线的测试。该测试通过对其进行双指数拟合得出，配合物的寿命为τ1=3.58μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维稀土配位聚合物荧光材料，其特征在于，其化学式为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n，其中H4cit为柠檬酸；晶体属于单斜晶系，

【技术特征摘要】
1.一种二维稀土配位聚合物荧光材料，其特征在于，其化学式为[Sm(Hcit)(H2O)2·2H2O]n，其中H4cit为柠檬酸；晶体属于单斜晶系，P21/c空间群，晶胞参数为：a=10.4392(8)Å，b=10.0983(7)Å，c=11.8967(9)Å，α=90°，β=111.03(10)°，γ=90°。2.权利要求1所述二维稀土配位聚合物荧光材料的制备方法，其特征在于，以水作为溶剂，柠檬酸、三聚氰胺和Sm(NO3)3·6H2O混合后在水热条件下反应制得所述二维配位聚合物荧光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚敏，李雪飞，李海燕，金邻豫，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南,41