一种具有热敏特性的复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3的制备方法技术

本发明专利技术属于材料科学领域，涉及一种具有热敏特性的复合物LRH‑xTb(hfa)3(H2O)3的制备方法，步骤1：将固定比例的Eu(NO3)3·6H2O和Y(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，加入氨水调节pH为6～8；步骤2：将醋酸铽溶于去离子水中，加入六氟乙酰丙酮(hfa)溶液，烘干得到绿色Tb(hfa)3(H2O)3粉末。步骤3：将LRH粉体溶于去离子水中，加入Tb(hfa)3(H2O)3，搅拌10～30min，烘干得到LRH‑xTb(hfa)3(H2O)3。本发明专利技术利用中性有机分子直接插层进入LRH层间，与固有的NO3

【技术实现步骤摘要】
一种具有热敏特性的复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3的制备方法
本专利技术属于材料科学领域，特别涉及一种具有热敏特性的复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3的制备方法。
技术介绍
无机层状化合物的层板是由原子以共价键连接而成的一个大平面，而层间与层板之间的连接较薄弱。层板间多由较高活性的阴离子、阳离子或中性大分子组成。插层是指将其他的阴离子(阳离子)替换掉固有的阴离子(阳离子)，或者直接将中性大分子直接插入到层间，并不改变层板的电负性。通式为Ln2(OH)5NO3·nH2O型稀土层状氢氧化物(LRH)是一种阴离子型化合物，具有颗粒形状完整、棱角尖锐，结晶度好的特点，且具有良好的插层性能，易被其他的阴离子如F-、SO42-等，取代层间游离的NO3-，但这种方式会破坏其晶体结构。稀土离子的发光来源于内层的f-f跃迁，发光受到外界的影响比较小，故具有窄的发射带、高的发光强度、长的荧光寿命等优点，但是由于f-f跃迁属于禁戒跃迁，其在紫外及可见光范围内吸收截面小，但当稀土离子与有机物进行复合形成稀土有机配合物，则会有较大的吸收截面，并能够通过分子内能传递方式将其激发态能量传递给稀土离子，极大的提高稀土离子特征发光强度。且某些稀土有机配合物有着良好的热敏特性，温度不同，发光强度显著不同。综上所述，当将稀土有机配合物以中性分子的形式插入到Ln2(OH)5NO3·nH2O层间时，与层间游离的NO3-共同存在，形成柱撑体，既保持了LRH原有的晶体结构，又具有良好的热敏特性。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种采用水热法，利用稀土有机配合物Tb(hfa)3(H2O)3以中性分子的形式直接插入到LRH的层间，与层间游离的NO3-共同存在，形成热敏性良好的无机-有机杂化复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3。本专利技术的技术方案：一种具有热敏特性的复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3的制备方法，步骤如下：步骤1：将Eu(NO3)3·6H2O和Y(NO3)3·6H2O至少一种溶于去离子水中，加入氨水调节pH为6～8，得到混合液。将混合液搅拌25～35min后移至反应釜中，于120～200℃水热反应24～168h。反应结束后，反应釜自然冷却至室温，将反应产物经离心分离、清洗，50-80℃烘干20～28h，得到尺寸300nm-1μm的LRH粉体，LRH粉体为白色粉末颗粒(Y1-xEux)2(OH)5NO3·nH2O，其中0≤x≤1,n＝1.5-1.8。步骤2：将醋酸铽溶于去离子水中，加入六氟乙酰丙酮(hfa)，在-10～25℃条件下搅拌2～4h，将沉淀物离心清洗，在50～70℃的条件下烘干，得到绿色Tb(hfa)3(H2O)3粉末。其中，醋酸铽与六氟乙酰丙酮的摩尔比为1:3；搅拌温度优选为﹣1～1℃。步骤3：将步骤1得到的LRH粉体溶于去离子水中，进行超声使其分散均匀，加入步骤2得到的Tb(hfa)3(H2O)3，搅拌10～30min，得到悬浮液；将悬浮液移至反应釜中，于120～180℃水热反应24～168h。反应釜自然冷却至室温，将反应产物经离心分离、清洗，烘干得到无机-有机杂化复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3粉末。其中，LRH与Tb(hfa)3(H2O)3之间的摩尔比为1：0.5～3；超声时间5～10min；烘干温度为50～80℃。与现有技术相比，本专利技术的特点和有益效果是：本专利技术首次实现了利用中性有机分子直接插层进入LRH层间，与固有的NO3-共同存在，制备热敏性良好的无机-有机杂化复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3。同时，中性分子会与主层板间形成作用力，中性分子中的有机物、稀土离子与主层板中的稀土离子会发生能量传递，传递效率与温度有密切的关系，故而温度不同时，在紫外灯照射下，发光强度会明显的不同，显示了良好的热敏特性。根据此可将其与聚乙烯醇相复合制备温度探测器，可克服传统温度计只能单点测量的弊端，根据颜色的不同判断温度。本专利技术的方案简单，制备出的无机-有机杂化复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3有良好的热敏特性。附图说明图1(a)是本专利技术实施例1-2中制备的原始LRH的XRD图谱。图1(b)是本专利技术实施例1中制备的复合物的XRD图谱。图1(c)是本专利技术实施例2中制备的复合物的XRD图谱。图2是本专利技术实施例1-2中制备的稀土有机配合物Tb(hfa)3(H2O)3的XRD图谱。图3(a)是本专利技术实施例1-2中制备的原始LRH的SEM扫描照片。图3(b)是本专利技术实施例1中制备的复合物的SEM扫描照片。图3(c)是本专利技术实施例2中制备的复合物的SEM扫描照片。图4是本专利技术实施例2中制备的复合物的变温荧光发射曲线。图5是本专利技术实施例2中制备的复合物的CIE坐标图。具体实施方式以下结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施例。本专利技术实例中所采用的化学试剂均为分析纯级产品；采用型号为PW3040/60的X’PertProX射线衍射仪(荷兰PANalyticalB.V.)进行XRD物相分析；采用JSM-7001F型JEOL场发射扫描电镜进行形貌观察和分析；采用日本JASCO公司的FP-8600型荧光分光光度计研究荧光粉的发光行为。实施例1将Y(NO3)3·6H2O和Eu(NO3)3·6H2O溶液按照摩尔比Y/Eu＝249:1混合，加入氨水调节pH到7，室温下搅拌35min，使其完全均匀化，将混合的微白色溶液倒入水热釜内胆中，在120℃条件下进行水热反应24h，打开烘箱，取出反应釜，使之自然降温到室温，除去上清液，沉淀物经清洗、烘干，50℃烘干20h，得到白色粉末颗粒，即为(Y0.996Eu0.004)2(OH)5NO3·nH2O粉体。称取1.18g(3.5mmol)醋酸铽粉体，溶于20ml去离子水中，0℃搅拌10min，待粉体完全溶于去离子水。加入1.47mlhfa(10.5mmol)溶液，0℃条件下搅拌2h，产生绿色沉淀物，去离子水清洗4次，去除残余有机物。沉淀物50℃烘干24h，得到绿色粉末，即为Tb(hfa)3(H2O)3粉体。称取0.14g(0.4mmol)LRH粉体溶于60ml去离子水，超声15min分散均匀，加入与层间硝酸根成1:2比例的0.66g(0.8mmol)Tb(hfa)3(H2O)3粉体。搅拌均匀化30min，在120℃条件下进行水热反应24h后，打开烘箱，使之自然降温到室温，取出反应釜，沉淀物去离子水洗3次，无水乙醇清洗1次，得到柱撑产物，即为无机-有机杂化复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3。原始LRH的XRD图谱显示为纯相，如图1(a)所示，SEM照片如图3(a)所示，典型的二维层状结构；本实验制备的稀土有机配合物Tb(hfa)3(H2O)3的XRD图谱如图2所示；复合物的XRD图谱如图1(b)所示，SEM照片如图3(b)，复合物颗粒厚度可达到600nm。实施例2将Y(NO3)3·6H2O和Eu(NO3)3·6H2O溶液按照摩尔比Y/Eu＝249:1混合，加入适量的氨水，调节pH到8，室温下搅拌30min，使其完全均匀化，将混合的微白色溶液倒入水热釜内胆中，进行水热反应，在120℃条件下进行水热反应24h，打开烘箱，取出反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有热敏特性的复合物LRH‑xTb(hfa)3(H2O)3的制备方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：将Eu(NO3)3·6H2O和Y(NO3)3·6H2O至少一种溶于去离子水中，加入氨水调节pH为6～8，得到混合液；将混合液搅拌后移至反应釜中，于120～200℃水热反应24～168h；反应结束后，反应釜自然冷却至室温，将反应产物经离心分离、清洗，烘干得到LRH粉体，LRH粉体为白色粉末颗粒(Y1‑xEux)2(OH)5NO3·nH2O，其中0≤x≤1,n＝1.5‑1.8；步骤2：将醋酸铽溶于去离子水中，加入六氟乙酰丙酮，醋酸铽与六氟乙酰丙酮的摩尔比为1:3；在‑10～25℃条件下搅拌，将沉淀物离心清洗，烘干得到绿色Tb(hfa)3(H2O)3粉末；步骤3：将步骤1得到的LRH粉体溶于去离子水中，进行超声使其分散均匀，加入步骤2得到的Tb(hfa)3(H2O)3，LRH与Tb(hfa)3(H2O)3之间的摩尔比为1：0.5～3；搅拌得到悬浮液；将悬浮液移至反应釜中，于120～180℃水热反应24～168h；反应釜自然冷却至室温，将反应产物经离心分离、清洗，烘干得到无机‑有机杂化复合物LRH‑xTb(hfa)3(H2O)3粉末。...

【技术特征摘要】
1.一种具有热敏特性的复合物LRH-xTb(hfa)3(H2O)3的制备方法，其特征在于，步骤如下：步骤1：将Eu(NO3)3·6H2O和Y(NO3)3·6H2O至少一种溶于去离子水中，加入氨水调节pH为6～8，得到混合液；将混合液搅拌后移至反应釜中，于120～200℃水热反应24～168h；反应结束后，反应釜自然冷却至室温，将反应产物经离心分离、清洗，烘干得到LRH粉体，LRH粉体为白色粉末颗粒(Y1-xEux)2(OH)5NO3·nH2O，其中0≤x≤1,n＝1.5-1.8；步骤2：将醋酸铽溶于去离子水中，加入六氟乙酰丙酮，醋酸铽与六氟乙酰丙酮的摩尔比为1:3；在-10～25℃条件下搅拌，将沉淀物离心清洗，烘干得到绿色Tb(hfa)3(H2O)3粉末；步骤3：将步骤1得到的LRH粉体溶于去离子水中，进行超声使其分散均匀，加入步骤2得到的Tb(hfa)3(H2O)3，LRH与Tb(hfa)3(H2O)3之间的摩尔比为1：0.5～3；搅拌得到悬浮液；将悬浮液移至反应釜中，于120～180℃水热反...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱琦，李思远，李晓东，孙旭东，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21