一种稀土掺杂的双核簇晶态材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及采用2,4

【技术实现步骤摘要】
一种稀土掺杂的双核簇晶态材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及含掺杂双核稀土簇用于宽温度的自校准温度计的
，具体涉及利用挥发法合成含双核簇合物的晶态材料的制备方法以及将其应用于77
‑
300K宽温度的自校准温度计。

技术介绍

[0002]近年来科技发展趋势显示，单一功能的材料已经不能完全满足人们的实际应用的需求，因此，多功能材料已经成为材料领域的热门研究之一。稀土有机
‑
无机杂化材料的研究经历了从单一功能的杂化材料向多功能杂化材料转变的发展过程。稀土配位聚合物光致发光的研究始于20世纪40年代，最初的主要研究对象是Tb
3+
和Eu
3+
的可见发光。因其稀土离子近红外发光在诊断学、激光系统、光纤通信及荧光免疫分析等领域的应用有着独特的优点，所以，随着检测技术的不断发展，稀土Pr
3+
、Nd
3+
、Sm
3+
、Dy
3+
、Ho
3+
、Er
3+
、Tm
3+
和Yb
3+
配合物的近红外发光也被深入研究。
[0003]稀土元素共有17个，包含从原子序数57的镧(La)到71的镥(Lu)15种元素，加上位于同一ⅢB族，原子序数为21的钪(Sc)和原子序数为39的钇(Y)。其中铽为位于元素周期表第65位，外层电子结构为[Xe]4f96s2。铽与其它稀土元素外层电子结构相同，内层的4f电子能级相近，使铽与其它稀土元素表现出许多相似的物理和化学性质，例如：高配位数、光致发光、光电转化、磁性等性质，因而在催化、光、电、磁等领域具有广泛的应用。稀土簇合物是稀土离子与有机配体通过配位键连接形成的高度规整的、具有一定重复结构单元的化合物，所以，簇合物的设计与合成是无机化学研究的重要内容。
[0004]稀土配合物作为温度传感器已有报道，但是，尚未发现基于2,4
‑
二氟苯甲酸为配体的双核稀土簇合物作为自校准温度计的报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种稀土(Eu,Tb)掺杂的双核簇晶态材料及其制备方法，并且该双核簇晶态材料能够用作宽范围自校准温度计。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种稀土(Eu,Tb)掺杂的双核簇晶态材料，其特征在于：由稀土(III)元素、配体2,4
‑
二氟苯甲酸以及辅助配体1,10
‑
菲啰啉构筑，含双核稀土簇合物的晶态材料的分子式为Tb
x
Eu
(2
‑
x)
(2,4
‑
DFBA)6phen2；所述稀土簇合物晶体中的簇合物结晶于单斜晶系P
‑
1空间群：晶胞参数是晶胞参数是α＝80
‑
100
°
，β＝121.934(3)～129.196(2)
°
，γ＝80
‑
100
°
，Z＝2。
[0008]优选的，所述的双核稀土簇合物的晶态材料的分子式为Tb
x
Eu
(2
‑
x)
(2,4
‑
DFBA)6phen2，其中0<x<2。
[0009]本专利技术中的Eu,Tb掺杂的双核簇晶态材料是通过含羧酸芳香烃构筑得到的，具体为三价稀土元素(Ln
3+
)和配体2,4
‑
二氟苯甲酸以及辅助配体1,10
‑
菲啰啉构筑的稀土配合
物。该制备方法具体包括如下步骤：
[0010](a)将Eu
m
X
n
和Tb
m
X
n
溶解于溶剂中备用，上式中X为阴离子，m和n为正整数；
[0011](b)将脱质子的2,4
‑
二氟苯甲酸溶液加入步骤(a)中的溶液中；
[0012](c)将1,10
‑
菲啰啉溶解于有机溶剂中，然后加入到步骤(a)中的溶液中；
[0013](d)将以上混合溶液用保鲜膜封闭后扎孔并保持一段时间，得到透明的晶体；
[0014](e)将上一步步骤(d)中得到的单晶过滤晾干，即得到Eu,Tb掺杂的双核簇晶态材料。
[0015]优选的，所述的溶解Eu
m
X
n
和Tb
m
X
n
的溶剂为水或/和有机溶剂。更优选的，所述的有机溶剂为二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲醇、乙腈、乙醇、丙酮、乙酰丙酮、二氯甲烷和三氯甲烷中的至少一种。
[0016]优选的，所述的溶解1,10
‑
菲啰啉的有机溶剂为二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲醇、乙腈、乙醇、丙酮、乙酰丙酮、二氯甲烷和三氯甲烷中的至少一种。
[0017]优选的，所述的X为硝酸根、卤素离子、磺酸根、草酸根、醋酸根和三氟甲磺酸根中的一种。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有的有益效果：本专利技术通过挥发法合成了Tb,Eu掺杂的双核稀土簇晶态材料在77
‑
300K温度范围内有很好的温度自校准检测效果，合成Tb,Eu共掺杂的稀土配合物方法简单易行，操作简单，无需贵重精密仪器设备。本专利技术中的含双核簇合物晶态材料在77
‑
300K温度范围内有很好自校准检测效果，所以可以用于宽温度范围内的自校准温度计。
附图说明
[0019]图1为本专利技术所合成的Tb,Eu掺杂的双核簇晶态材料的结构图。
[0020]图2为本专利技术所合成的Tb,Eu掺杂的双核簇晶态材料在77
‑
300K下的发射光谱(Ex＝348nm)图。
[0021]图3为本专利技术所合成的Tb,Eu掺杂的双核簇晶态材料在544nm(Tb
3+
，方块)和614nm(Eu
3+
，圆点)跃变处的归一化发光强度随温度变化示意图。
[0022]图4为本专利技术所合成的Tb,Eu共掺杂的双核簇晶态材料Eu
3+
/Tb
3+
的发光强度比随温度变化拟合曲线。
[0023]图5为本专利技术所合成的Tb,Eu掺杂的双核簇晶态材料的检测温度的相对灵敏度图。
[0024]图6为不同温度下Tb,Eu掺杂的双核簇晶态材料的衰减寿命比(τ
Eu
/τ
Tb
)示意图。
具体实施方式
[0025]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行进一步的说明。但本专利技术并不限于下面公开的具体实施例的限制。
[0026]含双核的系列稀土配合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含双核稀土簇合物的晶态材料，其特征在于：由稀土(III)元素、配体2,4
‑
二氟苯甲酸以及辅助配体1,10
‑
菲啰啉构筑，含双核稀土簇合物的晶态材料的分子式为Tb
x
Eu
(2
‑
x)
(2,4
‑
DFBA)6phen2，其中0<x<2，Ln＝稀土离子；所述含双核稀土簇合物的晶态材料结晶于单斜晶系P21
‑
c空间群：晶胞参数是c空间群：晶胞参数是α＝80
‑
100
°
，β＝121.934(3)～129.196(2)
°
，γ＝80
‑
100
°
，Z＝2。2.根据权利要求1所述的含双核稀土簇合物的晶态材料，其特征在于：所述的稀土(III)元素为Eu(III)和Tb(III)。3.根据权利要求1所述的含双核稀土簇合物的晶态材料的制备方法，包括如下步骤：(a)将Ln
m
X
n
溶解于溶剂中备用，式中Ln为三价稀土离子Eu
3+
和Tb
3+<...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾承辉，陈芸，余筱波，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：