用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料及制备方法，解决了现有技术中并没有公开采用钙为基质制备出白光发射框架材料的报道的问题。本发明专利技术中用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料，以2,6‑吡啶二羧酸为有机配体，钙为基质，铕、铽共掺构成。本发明专利技术还公开了上述用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料的制备方法。本发明专利技术方法开创性的利用钙为基质，制备出白光发射的框架材料，为白光发射稀土有机框架材料的制备提供多一种生产途径，该材料发光强度增强并且稳定性更好，本发明专利技术方法相比现有材料多步骤的合成工艺更简化高效，设备更简单，成本大大降低。

Calcium matrix rare earth organic framework material for white light emission and preparation method thereof

The invention discloses a calcium matrix rare earth organic frame material for white light emission and a preparation method, and solves the problem of reporting the white light emitting frame material prepared by the calcium as the matrix in the existing technology. The calcium matrix rare earth organic framework material used for white light emission is composed of 2,6 pyridine two carboxylic acid as organic ligand, calcium as matrix, and europium and terbium Co doped. The invention also discloses a preparation method of the calcium matrix rare earth organic framework material for white light emission. The invention makes use of calcium as the matrix to prepare the white light emitting frame material, which provides an additional production way for the preparation of the white light emitting rare earth organic frame material. The material has a stronger luminous intensity and better stability. The method is more simplified and efficient than the multi step synthetic process of the existing material. It's more simple, and the cost is greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料及制备方法
本专利技术属于发光材料
，具体涉及用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料及制备方法。
技术介绍
白光LED由于其发光效率高、寿命长、器件小、响应快等特点，近十几年以来发展迅速，被认为是能取代白炽灯和荧光灯的固态光源。白光LED有多种实现方式，目前最主流的实现方式是蓝光LED芯片激发黄色荧光粉共同形成白光，这种方案具有设计简单、流明效率高等优点。利用多金属有机框架材料可以制备实现单一的荧光粉，在紫外光激发下照射呈显色指数高、色温值符合要求、发光效率提升的白光，因而其材料的设计和制备是具有重要意义的。金属-有机框架材料(Metal-organicframeworks，简称MOFs)作为一种新型有机无机杂化材料，它是一种以金属离子或金属簇为节点，有机配体作为连接单元，利用金属离子与有机配体之问的配位作用，自组装构建成的周期性一维、二维或三维网络结构的晶体材料。MOFs具有发光机制丰富多样、发光波长范围覆盖广、组分可选择广(特别是有机配体组分)以及结构可调控等多重优势，因此在发光领域有良好的应用前景。MOFs发光材料实现白光发射，目前常采用的方式主要有两种：(1)利用有机配体π－π*的宽谱发射，通过改变激发波长，有效地利用有机配体的跃迁以及MLCT等作用而诱导白光发射，(2)多稀土离子混合的方法，主要是基于二基色或者三基色原理，组合有机配体的蓝光发射以及稀土离子的红光、绿色发射来实现白光发射。现有技术中相较于第一种方式，后者具有可设计、颜色可调控性强的优势，但是在现有技术中采用第二种方式时，公开的也仅仅只有钆或锌作为基质制备白光发射的稀土有机框架材料的报道，并没有公开采用钙为基质制备出白光发射的稀土有机框架材料的报道。不同基质的稀土有机框架材料具有丰富的发光位点，其结构中的稀土金属离子、有机配体都可以作为发光单元，与此同时基质离子、多稀土离子、有机配体相互间存在着丰富的能量转移进而诱导不同的发光，因此要得到白光发射的钙基质稀土有机框架材料并不容易，需要钙基质、稀土金属离子、有机配体为一体，密切配合才能发出白光。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术中没有公开以钙为基质制备出白光发射的稀土有机框架材料的相关报道，本专利技术提供了一种以钙为基质制备出白光发射的稀土有机框架材料的方法，即用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料及其制备方法，该方法能有效利用钙为基质，制备出白光发射的稀土有机框架材料，为白光发射的稀土有机框架材料的制备提供多一种生产途径。本专利技术通过下述技术方案实现：用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料，以2,6-吡啶二羧酸为有机配体，钙为基质，铕、铽共掺构成。进一步，所述2,6-吡啶二羧酸:钙:铕:铽的摩尔比为1.8:0.51～0.52:0.07～0.08:0.01～0.02。由于每种物质发射的光线色彩是不相同的，原料相同制备工艺不同时，获得产物的维度也可能会相差很大，导致并不是简单的通过色彩的组合就可挑选出适用于钙基质的有机配体和稀土元素，在有机配体和稀土元素无法简单确定的前提下，钙基质与有机配体和稀土元素之间的配比也并不是本行业技术人员能够简单获得的。本专利技术开创性之处在于以2,6-吡啶二羧酸为有机配体的白光发射MOFs材料中使用钙作为基质，通过铕、铽共掺来制备白光发射的材料，该以钙为基质实现白光发射的目的的有机配体和稀土金属元素及其配比是专利技术人创造性劳动获得的，制备出的材料能有效达到实现白光发射的目的，效果十分显著。本专利技术还提供了用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料的制备方法，包括：a.将2,6-吡啶二羧酸、钙盐、铕盐以及铽盐溶解于混合溶剂中，混匀后在90～100℃恒温密闭反应3～4天，得到粗产物；b.将粗产物纯化即得用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料；其中，所述2,6-吡啶二羧酸、钙盐、铕盐、铽盐中2,6-吡啶二羧酸:钙:铕:铽的摩尔比为1.8:0.51～0.52:0.07～0.08:0.01～0.02；所述混合溶剂为有机溶剂与水按照体积比为1～2:1的混合溶液，所述有机溶剂为乙醇。通过本专利技术上述方法的优化，其不仅仅能有效制备出适用于以钙为基质，铕、铽共掺获得实现白光发射的框架材料，并且该方法更加简单，本专利技术制备得到的材料为多种金属离子与有机框配体组成的三维胶囊状结构，极大的降低了非辐射跃迁的几率，使得双稀土离子共同发光强度增强，并且稳定性更好。其中，恒温密闭反应防止乙醇与蒸馏水的蒸发同时也避免了外界的影响。优选地，所述有机溶剂优选为无毒、绿色环保的乙醇。进一步，所述钙盐为氯化钙、乙酸钙或六水硝酸钙中的至少一种；所述铕盐为六水硝酸铕；所述铽盐为六水硝酸铽。硝酸钙能够起到转晶剂的作用，有利于得到稳定的结构，同时也有利于钙的取代，因此本次专利技术的钙盐优选为六水硝酸钙。进一步，所述2,6-吡啶二羧酸与混合溶剂的摩尔体积比为0.072～0.12mol/L。进一步，所述纯化的方法包括：将反应得到的粗产物依次进行离心、多次清洗、烘干即可；其中，所述多次清洗采用有机溶剂与水体积比为1～2:1的混合物，所述有机溶剂为乙醇，所述多次清洗为3～5次清洗。本专利技术具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术开创性的使用钙作为基质，通过铕、铽共掺和2,6-吡啶二羧作用实现白光发射的目的；2、本专利技术的材料为多种金属离子与有机配体组成的三维胶囊状结构，极大的降低了非辐射跃迁的几率，使得双稀土离子共同发光强度增强，并且稳定性更好；3、本专利技术有着可设计性的优点，有效提高了双稀土的发光效率，增加了能量的利用效率。并可以通过改变双稀土共掺比例来实现显色指数，发光效率的调节与优化；4、本专利技术成功的采用一步合成的方法制备框架材料，相对现有材料多步骤合成工艺而言，制备工艺更简化高效，设备更简单，合成成本大大降低。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的Eu3+0.12Tb3+0.02@CaPDA的发射光谱。图2为本专利技术的Eu3+0.12Tb3+0.02@CaPDA的色度坐标图。图3为本专利技术的Eu3+0.12Tb3+0.02@CaPDA的XRD谱图。图4为本专利技术的Eu3+0.08Tb3+0.2@CadPDA的IR图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料的制备方法，包括：将1.8mmol的2,6-吡啶二羧酸配体、0.516mmol的六水硝酸钙、0.072mmol的六水硝酸铕以及0.012mmol的六水硝酸铽溶解于10mL乙醇和10mL水的混合溶剂中，用玻璃棒搅拌均匀后放入密闭的反应釜中，在90～100℃恒温反应3天。反应后对样品进行离心处理，并用无水乙醇与水体积比为1:1的混合溶剂清洗3次样品，烘干后得到以钙为基质的双稀土-有机框架材料，其发射光谱图、色度坐标图、XRD谱图、IR图分别见图1、2、3、4所示。当激发波长为315nm时,有机配体、铽、铕发射光谱的最强峰分别位于411nm、550nm和617nm，荧光粉的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料，其特征在于：以2,6‑吡啶二羧酸为有机配体，钙为基质，铕、铽共掺构成。

【技术特征摘要】
1.用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料，其特征在于：以2,6-吡啶二羧酸为有机配体，钙为基质，铕、铽共掺构成。2.根据权利要求1所述的用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料，其特征在于，所述2,6-吡啶二羧酸:钙:铕:铽的摩尔比为1.8:0.51～0.52:0.07～0.08:0.01～0.02。3.用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料的制备方法，其特征在于，包括：a.将2,6-吡啶二羧酸、钙盐、铕盐以及铽盐溶解于混合溶剂中，混匀后在90～100℃恒温密闭反应3～4天，得到粗产物；b.将粗产物纯化即得用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料；其中，所述2,6-吡啶二羧酸、钙盐、铕盐、铽盐中2,6-吡啶二羧酸:钙:铕:铽的摩尔比为1.8:0.51～0.52:0.07～0.08:0.01～0.02；所述混合溶剂为有机溶剂与水按照体积比为1～2:1的混合溶液。4.根据权利要求3所述的用于白光发射的钙基质稀土有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇。5.根据权利...

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