引入有机染料的稀土‑有机框架材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种引入有机染料的稀土‑有机框架材料及其制备方法，属于发光材料技术领域。本发明专利技术的引入有机染料的稀土‑有机框架白光发射材料包括稀土‑有机框架和芘，所述稀土‑有机框架含铕、铽；所述稀土‑有机框架是铕、铽与有机配体形成的多孔道的框架，所述芘是作为客体分子进入所述多孔道中。本发明专利技术开创性的将有机染料芘作为客体引入到白光发射材料中，证明了该染料在此领域使用的可行性。本发明专利技术的制备方法采用一步合成的方法制备了引入有机染料的稀土‑有机框架材料，简化了传统的合成步骤，使得材料的制备过程更加的简单，增加了引入有机染料的稀土‑有机框架材料在实际生产中的可行性。

【技术实现步骤摘要】
引入有机染料的稀土-有机框架材料及其制备方法
本专利技术涉及一种引入有机染料的稀土-有机框架材料及其制备方法，属于发光材料

技术介绍
发光材料由于其在众多领域广泛应用而成为研究热点之一。目前研究较多的是将发光材料应用于发光二极管(LED)，交通指示，防伪。发光效率高，稳定性好，使用寿命长成为衡量发光材料实际应用的指标。近年来，白光LED由于具有耗能低，体积小，发热量低等特点而进入了人们的生活领域。现在市面上所售的白光LED，多以纯无机材料制得，但在使用寿命，发光性能方面还需要进一步提高。金属有机框架材料是一种由金属离子或金属簇、有机桥连配体通过配位键连接组成的一种新型的多孔晶体材料。众所周知稀土金属有着优异的发光性能，如将稀土作为金属节点，与有机配体连接形成金属有机框架材料，将带来独特的特性。与传统的无机稀土发光材料不同，稀土离子与有机配体组成稀土有机框架材料，改变了稀土在无机体系中的吸光方式，由自身吸光变为有机配体吸光后将能量传递给稀土离子。由于吸光方式的改变大大提高了能量的利用效率。所以稀土有机框架材料在发光领域有着极大的潜力和极高的应用价值。稀土有机框架材料同样是金属有机框架它也有着规则的孔道结构。在孔道中引入的染料也可以实现发光。在单纯的稀土有机框架材料不足以发射白光时，可以通过向孔道中引入染料来使得稀土有机框架材料实现白光发射。而且引入染料就可以使用能量传递效率更高的配体，用染料来承担配体的发光。这样就可以让配体吸收的能量全部用来向稀土传递。而且稀土离子与配体通过配位的方式结合使得配体的刚度增加，客体染料在框架结构中的分隔组装使得非辐射跃迁几率明显降低，使得量子传递效率明显增加，客体分子的发光强度得到了显著的提升。同时客体分子被框架结构所约束，增加了客体分子的热化学稳定性。发光染料分子与框架形成的胶囊结构为发光染料分子在发光材料的应用提供了一种新型的途径。因此这种新型的材料可以进一步的提升白光发射的性能，对发光材料在众多领域中的进展有着促进作用。但是，由于稀土金属离子、有机配体、基质、客体染料等对发光性能均有影响，发光位点很多，发光的种类也很多，最终光的颜色为所有发光位点发出的光的混合，颜色可能多种多样。因此要得到发射白光的稀土-有机框架材料很困难，需要引入有机染料的稀土-有机框架材料的配体、染料、稀土金属合理的调节。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种新的用于白光发射的引入有机染料的稀土-有机框架材料。为解决上述第一个技术问题，本专利技术的引入有机染料的稀土-有机框架材料，所述材料包括稀土-有机框架和芘，所述稀土-有机框架含铕、铽；所述稀土-有机框架是铕、铽与有机配体形成的多孔道的框架，所述芘是作为客体分子进入所述多孔道中。优选的，所述有机配体:铕:铽:芘的摩尔比为：0.75:0.1～0.2:1.8～1.9:0.5～1。进一步地，所述材料的白光激发波长优选为340～355nm；所述稀土-有机框架的配体为联苯多羧酸，优选为3,4,5联苯三羧酸，即H3BPT。进一步地，所述引入有机染料的稀土-有机框架材料的制备方法包括如下步骤：将有机配体、铕盐、铽盐以及芘溶解于混合溶剂中，在85～95℃下反应46～50小时；反应后对样品进行离心、用混合溶剂清洗，直至上清液在紫外灯照射下不出现蓝色荧光为止，烘干即得到引入有机染料的稀土-有机框架材料；所述混合溶剂由有机溶剂与水组成，有机溶剂与水的体积比优选为0.9～1.1:1；所述有机溶剂优选为N，N-二甲基甲酰胺。优选的，所述配体与混合溶剂的摩尔体积比为：0.0197～0.0178mol/L，所述有机配体:铕盐:铽盐:芘的摩尔比优选为：0.75:0.1～0.2:1.8～1.9:0.5～1。优选的，所述铕盐为六水硝酸铕，所述铽盐为六水硝酸铽。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种上述引入有机染料的稀土-有机框架材料的制备方法，该方法采用一步合成法，工艺简单。为解决本专利技术的第二个技术问题，所述制备方法包括如下步骤：将有机配体、铕盐、铽盐以及芘溶解于混合溶剂中，在85～95℃下反应46～50小时；反应后对样品进行离心、用混合溶剂清洗，直至上清液在紫外灯照射下不出现蓝色荧光为止，烘干即得到引入有机染料的稀土-有机框架材料；所述混合溶剂由有机溶剂与水组成，有机溶剂与水的体积比优选为0.9～1.1:1；所述有机溶剂优选为N，N-二甲基甲酰胺。优选的，所述有机配体:铕盐:铽盐:芘的摩尔比为：0.75:0.1～0.2:1.8～1.9:0.5～1，其中所述有机配体为联苯多羧酸，优选为3,4,5联苯三羧酸，即H3BPT。优选的，所述配体与有机溶剂的摩尔体积比为：0.0197～0.0178mol/L，所述有机配体:铕盐:铽盐:芘的摩尔比优选为：0.75:0.1～0.2:1.8～1.9:0.5～1。优选的，所述铕盐为六水硝酸铕，所述铽盐为六水硝酸铽。有益效果：1、本专利技术开创性的将有机染料芘作为客体引入到白光发射材料中，证明了该染料在此领域使用的可行性。2、本专利技术开发了一种新的白光发射材料，以联苯多羧酸为有机配体合成含铕、铽的稀土-有机框架，并引入芘为染料，合成了一种新的用于白光发射的引入有机染料的稀土-有机框架材料，该材料的白光激发波长可为340～355nm，适用的LED芯片更广。3、本专利技术的客体分子与稀土-有机框架组成的胶囊状结构，极大的降低了非辐射跃迁的几率，使得客体分子有着更高发光强度和有效提升了其量子转化效率，并使得有机染料的化学热稳定性得到增强。4、本专利技术使用的稀土-有机框架结构，有着可设计性和可剪裁性的优点。并且有效提高了稀土的发光效率，增加了能量的利用效率。可以通过改变稀土及有机染料的含量来实现显色指数，发光效率的调节与优化。5、本专利技术的制备方法采用一步合成的方法制备了引入有机染料的稀土-有机框架材料，简化了传统的合成步骤，使得材料的制备过程更加的简单，增加了引入有机染料的稀土-有机框架材料在实际生产中的可行性。附图说明图1为实施例1的SEM图；图2为实施例1的TG图；图3为实施例1的IR图；图4为实施例1的激发光谱图；图5为实施例1、2及对比例1发射光谱图；图6为实施例1、2及对比例1在355nm激发下的CIE谱图；图7为对比例2在320-370nm激发下H2BPDC+Py的CIE图；图8为对比例3在320-370nm激发下H2Nde+Py的CIE图；图9为对比例4在320-370nm激发下H3BPT+C460的CIE图；图10为对比例5在320-370nm激发下H3BPT+DNS-Cl的CIE图。具体实施方式为解决上述第一个技术问题，本专利技术的引入有机染料的稀土-有机框架材料，所述材料包括稀土-有机框架和芘，所述稀土-有机框架含铕、铽；所述稀土-有机框架是铕、铽与有机配体形成的多孔道的框架，所述芘是作为客体分子进入所述多孔道中。优选的，所述有机配体:铕:铽:芘的摩尔比为：0.75:0.1～0.2:1.8～1.9:0.5～1。进一步地，所述材料的白光激发波长优选为340～355nm；所述稀土-有机框架的配体为联苯多羧酸，优选为3,4,5联苯三羧酸，即H3BPT。进一步地，所述引入有机染料的稀土-有机框架材料的制备方法包括如下步骤：将有机配体本文档来自技高网...

【技术保护点】
引入有机染料的稀土‑有机框架材料，其特征在于：所述材料包括稀土‑有机框架和芘，所述稀土‑有机框架含铕、铽；所述稀土‑有机框架是铕、铽与有机配体形成的多孔道的框架，所述芘是作为客体分子进入所述多孔道中。

【技术特征摘要】
1.引入有机染料的稀土-有机框架材料，其特征在于：所述材料包括稀土-有机框架和芘，所述稀土-有机框架含铕、铽；所述稀土-有机框架是铕、铽与有机配体形成的多孔道的框架，所述芘是作为客体分子进入所述多孔道中。2.根据权利要求1所述的引入有机染料的稀土-有机框架材料，其特征在于：所述有机配体:铕:铽:芘的摩尔比为：0.75:0.1～0.2:1.8～1.9:0.5～1。3.根据权利要求1或2所述的引入有机染料的稀土-有机框架材料，其特征在于：所述材料的白光激发波长优选为340～355nm；所述稀土-有机框架的配体为联苯多羧酸，优选为3,4,5联苯三羧酸。4.根据权利要求1～3任一项所述的引入有机染料的稀土-有机框架材料，其特征在于，所述引入有机染料的稀土-有机框架材料的制备方法包括如下步骤：将有机配体、铕盐、铽盐以及芘溶解于混合溶剂中，在85～95℃下反应46～50小时；反应后对样品进行离心、用混合溶剂清洗，直至上清液在紫外灯照射下不出现蓝色荧光为止，烘干即得到引入有机染料的稀土-有机框架材料；所述混合溶剂由有机溶剂与水组成，有机溶剂与水的体积比优选为0.9～1.1:1；所述有机溶剂优选为N，N-二甲基甲酰胺。5.根据权利要求4所述的引入有机染料的稀土-有机框架材料，其特征在于，所述配体与混合溶剂的摩尔体积比为：0.0197～0.0178mol/L；所述有机配体、铕盐、铽盐以及芘的摩尔比优选为：0....

【专利技术属性】
技术研发人员：张佩聪，高庆，邱克辉，杜海英，黄艺，倪师军，李峻峰，张文涛，周敬修，王甜，巨力，黄滔滔，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51