有机稀土发光材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及发光材料技术领域，具体公开了有机稀土发光材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的有机稀土发光材料包括通过配位作用结合的高分子配体、稀土离子和小分子配体，所述高分子配体为氨基取代1,10

【技术实现步骤摘要】
有机稀土发光材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及发光材料
，特别涉及有机稀土发光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]稀土金属是宝贵的战略资源，因具有优异的发光特性被称为发光材料的宝库，具有广泛的工业应用。利用环境友好的生物质资源制备发光性能良好的稀土发光材料，不但具有实现生物质资源高值化利用的意义，而且符合现代绿色化学的发展需求。但稀土发光材料自身易团聚，与生物质材料相容性差，直接共混无法达到均匀分散。
[0003]相关技术利用氢键作用将稀土发光材料“锚定”在纤维素上，提高稀土配合物与高分子材料的相容性，降低稀土配合物聚集导致的荧光淬灭。但该方法需要稀土配合物的配体分子与纤维素间形成氢键作用，从而增加了配合物配体分子设计和合成的难度，限制了这一方法的推广应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种有机稀土发光材料，能够有效抑制有机稀土因聚集导致的荧光猝灭，且不需要稀土配合物的配体分子与纤维素间形成氢键作用，容易合成，且结构可控。
[0005]同时，本专利技术还提供所述有机稀土发光材料的制备方法和应用。
[0006]具体地，本专利技术采取如下的技术方案：
[0007]本专利技术的第一方面是提供一种有机稀土发光材料，包括通过配位作用结合的高分子配体、稀土离子和小分子配体，所述高分子配体为氨基取代1,10
‑
邻菲罗啉与多糖的接枝物。
[0008]本专利技术利用氨基取代1,10
‑
邻菲罗啉接枝多糖形成的高分子配体与稀土离子进行配位，使得多糖与稀土离子之间可通过配位作用结合，将稀土离子“锚定”在多糖骨架上，同时利用多糖的稀释效应，有效抑制了有机稀土因聚集导致的荧光猝灭。同时通过设计小分子配体的分子结构达到调控有机稀土发光材料发光性能和稳定性的目的。所述有机稀土发光材料不需要使稀土配合物的配体分子与纤维素间必须形成氢键作用，容易合成。
[0009]在本专利技术的一些实施方式中，所述稀土离子包括铕、铽、钕、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的任意一种的离子。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述稀土离子与高分子配体、小分子配体的比例为1mmol：2～30g：0.2～3g，优选1mmol：3～25g：0.2～2g，更优选1mmol：4～20g：0.4～1g，进一步优选1mmol：8～20g：0.5～0.8g，更进一步优选1mmol：15～20g：0.6～0.7g。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述高分子配体中，所述氨基取代1,10
‑
邻菲罗啉通过二异氰酸酯与多糖进行接枝。二异氰酸酯在氨基取代1,10
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邻菲罗啉与多糖之间起到桥梁的作用，使二者进行接枝取代。其中氨基取代1,10
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邻菲罗啉中的氨基可与二异氰酸酯中
的—NCO形成—NHCONH—键；而多糖含有—OH，通—OH可与—NCO形成—NHCOO—键。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述二异氰酸酯包括芳香族二异氰酸酯(例如甲苯二异氰酸酯TDI、二苯甲烷二异氰酸酯MDI、1,5
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萘二异氰酸酯NDI、二甲基联苯二异氰酸酯TODI)、脂肪族二异氰酸(六亚甲基二异氰酸酯HDI、2,2,4
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三甲基己二异氰酸酯TMDI、间苯二甲基异氰酸酯XDI)、脂环族二异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、甲基环己烷二异氰酸酯HTDI)中的至少一种。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述多糖为含羟基的多糖，包括纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、壳聚糖及其衍生物中的至少一种。所述纤维素衍生物包括纤维素纳米晶、羧基化纤维素、氧化纤维素、醋酸纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素中的至少一种。所述淀粉衍生物包括淀粉醋酸酯，所述壳聚糖衍生物包括乙酰化壳聚糖。其中，采用醋酸纤维素形成的有机稀土发光材料具有很好的透明性和溶解性，而淀粉醋酸酯形成的有机稀土发光材料则具有很好的溶解性。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述氨基取代1,10
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邻菲罗啉包括5
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氨基
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1,10
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邻菲罗啉(Phen)、2
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氨基1,10
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邻菲罗啉、5,6
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二氨基
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1,10
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邻菲罗啉中的至少一种，优选5
‑
氨基
‑
1,10
‑
邻菲罗啉。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述高分子配体中，所述多糖上的氨基取代1,10
‑
邻菲罗啉取代度为0.1～1.5，优选0.6～1.5。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述高分子配体包括5
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氨基
‑
1,10
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邻菲罗啉通过二苯甲烷二异氰酸酯接枝在纤维素衍生物中形成的接枝物(Phen
‑
MDI
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纤维素衍生物)、5
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氨基
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1,10
‑
邻菲罗啉通过六亚甲基二异氰酸酯接枝在纤维素衍生物中形成的接枝物(Phen
‑
HDI
‑
纤维素衍生物)中的至少一种。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述高分子配体包括5
‑
氨基
‑
1,10
‑
邻菲罗啉通过二苯甲烷二异氰酸酯接枝在醋酸纤维素中形成的接枝物(Phen
‑
MDI
‑
醋酸纤维素)、5
‑
氨基
‑
1,10
‑
邻菲罗啉通过六亚甲基二异氰酸酯接枝在醋酸纤维素中形成的接枝物(Phen
‑
HDI
‑
醋酸纤维素)中的至少一种。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述小分子配体包括联吡啶三唑类化合物、邻菲罗啉三唑类化合物、喹啉三唑类化合物、β
‑
二酮类化合物、芳香环化合物、长链脂肪酸类化合物中的至少一种。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述分子配体包括如下式(1)～(3)所示化合物中的至少一种：
[0020][0021]式(1)中，R1、R2分别独立地选自氢、卤素、烷基或芳香基；R3选自氢、卤素、烷基、卤代烷基或芳香基；
[0022]式(2)中，R4、R5分别独立地选自氢或烷基；R6选自氢、卤素、烷基或卤代烷基；
[0023]式(3)中，R7选自氢、烷基、卤代烷基或芳香基。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，式(1)中，R1、R2分别独立地选自氢、卤素、C
1～6
烷基或含1～3个苯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.有机稀土发光材料，其特征在于：包括通过配位作用结合的高分子配体、稀土离子和小分子配体，所述高分子配体为氨基取代1,10
‑
邻菲罗啉与多糖的接枝物。2.根据权利要求1所述有机稀土发光材料，其特征在于：所述稀土离子与高分子配体、小分子配体的比例为1mmol：2～30g：0.2～3g。3.根据权利要求1所述有机稀土发光材料，其特征在于：所述高分子配体中，所述氨基取代1,10
‑
邻菲罗啉通过二异氰酸酯与多糖进行接枝。4.根据权利要求3所述有机稀土发光材料，其特征在于：所述二异氰酸酯包括芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸、脂环族二异氰酸酯中的至少一种。5.根据权利要求1所述有机稀土发光材料，其特征在于：所述多糖为含羟基的多糖。6.根据权利要求1所述有机稀土发光材料，其特征在于：所述小分子配体包括联吡啶三唑类化合物、邻菲罗啉三唑类化合物、喹啉三唑类化合物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：路芳，李伟浩，李岱远，宋森川，麦裕良，
申请(专利权)人：广东省科学院化工研究所，
类型：发明
国别省市：