一种稀土Nd配合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种分子式为[Nd2Cu2(3,4‑pdc)4(OAc)2(H2O)10]·13H2O，的稀土Nd配合物，其中3,4吡啶二羧酸配位形式为螯合配位和单齿配位。所述稀土Nd配合物以铜的可溶性盐、钕的可溶性盐、3,4‑吡啶二羧酸和醋酸钠为原料，采用水热法制备。本发明专利技术的优点是：制备的稀土Nd配合物具有三维空间结构，有较高的稳定性，晶体收得率高，在近红外范围内有较好的荧光发光性，而且制备的稀土Nd配合物易于回收，可重复使用，环境友好，具有潜在的社会效益及经济效益。

A rare earth Nd complex and its preparation and Application

The invention discloses a molecular formula of [Nd2Cu2 (3,4 PDC) 4 (OAc) 2 (H2O) 10], 13H2O, Nd rare earth complexes, including two 3,4 pyridine carboxylic acid coordination forms as chelating ligand and monodentate ligand. The rare earth complexes with Nd copper soluble salt, nd the soluble salt, 3,4 pyridine carboxylic acid and two sodium acetate as raw material, prepared by hydrothermal method. The invention has the advantages that the preparation of rare earth Nd complexes with three-dimensional structure, crystal has high stability, high yield, in the near infrared range has good fluorescence, and preparation of rare earth complexes prepared by Nd is easy to be recycled and reused, environmentally friendly, with economic and social benefits potential benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土Nd配合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及金属-有机配合物荧光材料
，具体涉及一种稀土Nd配合物及其制备方法和应用。
技术介绍
配位化学不仅成为了无机化学的主流学科，而且与有机化学、物理化学、材料化学、分析化学、高分子化学、生物化学等其它学科间的联系也越来越紧密，配位化学已经在学科之间相互融合，并且渗透其中成为了众多学科的融合交叉点，并凸显出自身的独特性与新颖性。但是由于配合物的种类繁多，配位方式复杂多变，在同一配合物中可能同时存在经典配体与非经典配体，或者既有单齿配体又有多齿配体，因此分类方法不能一概而论。吡啶羧酸类配体同时具有配位O原子和配位N原子，由于二者配位功能的不同，因此可以和不同种类的金属原子进行配位，同时，羧基中的两个O原子可以产生多种配位模式，还有可能因为羧基的去质子化程度不同而带来其他附加的配位模式，因此对羧酸类配体而言，尤其是对刚性的芳香族多羧酸配体而言，他们被大量应用于配合物的合成。羧酸类配体相对于其他含O的配体来说，具有如下特点：(1)羧酸类配体具有相对强大的桥联能力，可以采取单齿配位方式、双齿配位方式、三齿配位方式及四齿配位方式等多种不同的桥联模式；(2)根据去质子化程度的不同，羧酸类配体可作为氢键的给体或受体，以氢键作用力作为驱动力生成配合物；(3)羧酸类配体有较好的刚性，因此有利于合成具有规则的拓扑结构的多孔配合物。我国是稀土资源大国，稀土资源占世界储量的80％，在稀土研究方面占有得天独厚的优势。稀土离子因为其独特的配位性质引起大家的广泛关注和研究兴趣，稀土及其金属配合物在现今社会的各个领域中具有广泛的应用和深入的研究，比如在医学中对肿瘤的抑制作用；具有特殊性能的发光材料在分析化学、生物、医药、催化、磁性及电学性能具有巨大的应用潜力和良好的发展前景，这使得对配合物的研究成为了“晶体工程”中一个十分活跃的研究领域。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术采用水热法制备一种稀土Nd配合物，以吡啶羧酸根与醋酸根作为桥联配体，把Cu和Nd链接在一起形成三维网状结构，具有较高的稳定性，晶体收得率高，并且在近红外范围内具有较好的荧光发光性。具体技术方案如下：一种稀土Nd配合物，分子式为[Nd2Cu2(3,4-pdc)4(OAc)2(H2O)10]·13H2O，其中，3,4-pdc为3,4吡啶二羧酸根，OAc为醋酸根；所述稀土Nd配合物中3,4吡啶二羧酸配位形式为螯合配位和单齿配位，配位方式为两种：(1)吡啶上的一个羧基与Nd采取螯合配位，另一个羧基与Cu采取单齿配位：(2)吡啶上的羧基分别与Nd和Cu采取单齿配位，吡啶环上的N原子与Cu配位：所述稀土Nd配合物为单斜晶系，空间群为P11/n,晶胞参数为Z＝2，其中a、b、c分别指a轴、b轴、c轴，为长度单位，Z表示一个晶胞含有的分子个数。一种稀土Nd配合物的制备方法，以铜的可溶性盐、钕的可溶性盐、3,4-吡啶二羧酸和醋酸钠为原料，采用水热法制备，具体制备步骤如下：(1)将铜的可溶性盐和钕的可溶性盐溶解于乙醇中，制备成溶液A；将有机配体3,4吡啶二羧酸溶解于蒸馏水中，制备成溶液B；其中,铜的可溶性盐、钕的可溶性盐与3,4吡啶二羧酸的摩尔比为1:1:2，乙醇的用量为混合液摩尔量的5～10倍，蒸馏水的用量为混合液摩尔量的20～30倍；(2)将溶液A、B混合，以浓度为0.5～2mol/L的碱液调整溶液的pH＝10，加入与铜的可溶性盐等摩尔比的醋酸钠，制备成溶液C；(3)将溶液C置于水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中，在150℃～200℃的温度下恒温反应24小时，置于空气中冷却至室温；(4)待溶液体系稳定后将所得混合溶液进行过滤，用水洗涤2～4次，得到稀土Nd配合物晶体。所述铜的可溶性盐和钕的可溶性盐为醋酸盐、硝酸盐或硫酸盐中的一种。所述碱液的溶质为三乙胺，溶剂为乙醇。所述稀土Nd配合物应用于荧光材料领域。本方法的优点是：1、本专利技术制备的稀土Nd配合物具有三维空间结构，有较高的稳定性，晶体收得率高。2、对本专利技术制备的稀土Nd配合物进行荧光光谱测试，测试结果表明，其在近红外范围内具有较好的荧光发光性。3、本专利技术制备的稀土Nd配合物易于回收，可重复使用，环境友好，具有潜在的社会效益及经济效益。附图说明图1为配合物的分子结构图；图2为配合物Cu的空间结构；图3为配合物Nd的空间结构；图4为配合物Nd-Cu的红外光谱图；图5为配合物Nd-Cu的激发光谱；图6为配合物Nd-Cu的发射光谱。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术的保护范围不受实施例所限。实施例1称取1mmol醋酸铜和1mmol醋酸钕溶解在10ml的乙醇溶液中，制备成溶液A；称取2mmol有机配体3,4吡啶二羧酸，溶解于20ml的蒸馏水中，制备成溶液B；将A、B混合，使用移液管加入浓度为0.5mol/L的碱液(溶质为三乙胺，溶剂为乙醇)，调整溶液的pH＝10。同时加入1mmol的醋酸钠，搅拌直至溶解，制备成溶液C；将溶液C置于水热反应釜的聚四氟乙烯内胆中，在150℃的温度下恒温反应24小时后，空气中直接冷却至室温。待溶液体系稳定后将所得混合溶液进行过滤，用15ml水洗涤3次，得到配合物晶体。采用德国产BrukerP4单晶衍射仪对该晶体进行单晶衍射，晶体测定数据见表1、表2和表3，分子结构如图1所示，每个重复单元含有不等价的Dy3+镝离子单元和Cu2+铜离子单元构成。表1配合物的晶体学数据和结构分析参数表2配合物的部分键长表3配合物的部分键角(°)化合键键角/°化合键键角/°O(1)-Nd(1)-O(1)63.22(15)O(5)-Cu(1)-O(11)89.77(16)O(1)-Nd(1)-O(2)111.96(14)O(5)-Cu(1)-N(1)92.05(16)O(1)-Nd(1)-O(8)74.19(13)O(5)-Cu(1)-N(2)87.61(16)O(1)-Nd(1)-O(12)74.59(13)O(6)-Cu(1)-O(5)173.40(16)O(1)-Nd(1)-O(13)76.41(14)O(6)-Cu(1)-O(11)96.59(16)O(1)-Nd(1)-O(14)144.68(16)O(6)-Cu(1)-N(1)89.44(16)O(1)-Nd(1)-O(15)104.77(17)O(6)-Cu(1)-N(2)89.59(16)O(2)-Nd(1)-O(1)49.23(13)N(1)-Cu(1)-O(11)92.55(18)O(2)-Nd(1)-O(14)65.42(17)N(2)-Cu(1)-O(11)99.41(18)O(3)-Nd(1)-O(1)127.26(13)N(2)-Cu(1)-N(1)168.03(18)O(3)-Nd(1)-O(1)142.58(14)O(12)-Nd(1)-O(1)129.07(13)O(3)-Nd(1)-O(2)84.03(14)O(12)-Nd(1)-O(2)144.89(16)O(3)-Nd(1)-O(8)140.29(14)O(12)-Nd(1)-O(14)129.33(17)O(3)-Nd(1)-O(12)73.87(13)O(13)-Nd(1)-O(1)69.93(13)O(3)-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土Nd配合物，其特征在于：分子式为[Nd2Cu2(3,4‑pdc)4(OAc)2(H2O)10]·13H2O，其中，3,4‑pdc为3,4吡啶二羧酸根，OAc为醋酸根；所述稀土Nd配合物中3,4吡啶二羧酸配位形式为螯合配位和单齿配位，配位方式为两种：(1)吡啶上的一个羧基与Nd采取螯合配位，另一个羧基与Cu采取单齿配位：

【技术特征摘要】
1.一种稀土Nd配合物，其特征在于：分子式为[Nd2Cu2(3,4-pdc)4(OAc)2(H2O)10]·13H2O，其中，3,4-pdc为3,4吡啶二羧酸根，OAc为醋酸根；所述稀土Nd配合物中3,4吡啶二羧酸配位形式为螯合配位和单齿配位，配位方式为两种：(1)吡啶上的一个羧基与Nd采取螯合配位，另一个羧基与Cu采取单齿配位：(2)吡啶上的羧基分别与Nd和Cu采取单齿配位，吡啶环上的N原子与Cu配位：所述稀土Nd配合物为单斜晶系，空间群为P11/n,晶胞参数为Z＝2。2.一种稀土Nd配合物的制备方法，其特征在于：以铜的可溶性盐、钕的可溶性盐、3,4-吡啶二羧酸和醋酸钠为原料，采用水热法制备，具体制备步骤如下：(1)将铜的可溶性盐和钕的可溶性盐溶解于乙醇中，制备成溶液A；将有机配体3,4吡啶二羧酸溶解于蒸馏水中，制备成溶液B；其中,铜的可溶性盐、钕的可溶性盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宣文，郭瑞，王仁超，房昭，叶志奇，李鑫，杜雨宸，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21