一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物、制备方法及应用。该稀土铽簇化合物的化学式为：[(CH3)2NH2][Tb9(TC4A)2(μ3‑

【技术实现步骤摘要】
一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及稀土金属
，尤其涉及一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]稀土金属常被用于制备高性能的发光配合物。相比较于过渡金属，发光稀土配合物具有以下优势：(1)丰富多样的发射光谱；(2)f
‑
f跃迁呈现尖锐的线状光谱，发光的色纯度高；(3)荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级；(4)吸收激发能量的能力强，转换率高；(5)物理化学性质稳定，可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。
[0003]镧系离子的电子转移往往受拉波特(Laporte)规则束缚，且其4f
‑
4f跃迁是禁阻的，因此，镧系离子在直接受到光激发时不易产生较好的发射光。为克服Laporte规则引起的发光效率低的问题，最常用且最有效的方法就是寻找一个有机物配体与之相结合。有机物配体吸收辐射光的能量后，将能量传递给稀土离子，从而增强稀土离子发光。
[0004]常见的有机物配体在与稀土金属形成配合物后，辐射和非辐射的过程并不理想，荧光量子产率低。为了解决这一问题，研究人员一方面尝试寻找合适配体合成螯合物，通过减少中心稀土离子与外界物质的接触来降低能量损失，以此来达到增强荧光量子产率的目的；另一方面，通过加入第二种金属或加入辅助配体，在某种反应条件下以一定的比例进行投料合成具有特定结构的稀土配合物，通过配位构型、电子调控或是两者共同作用改变稀土离子的配位环境，来提高其荧光量子产率。但采用不同配体增强稀土离子发光强度时，部分合成过程复杂，且荧光量子产率低。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物、制备方法及应用，以解决不同配体增强稀土离子发光强度时荧光量子产率低的问题。
[0006]本专利技术提供一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物，该稀土铽簇化合物的化学式为：[(CH3)2NH2][Tb9(TC4A)2(μ3‑
O)8(μ4‑
O)2(H2O)
24
]。为便于描述，本申请中的稀土铽簇化合物简记为Tb9。该Tb9属于四方晶系，空间群为P
‑
4，晶胞参数为4，晶胞参数为α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝90
°
，
[0007]在320nm激发波长下，浓度为2
×
10
‑5mol/L的Tb9的甲醇溶液的荧光量子产率为59.19％。在340nm激发波长下，浓度为2
×
10
‑5mol/L的Tb9的甲醇溶液的荧光量子产率为59.65％。
[0008]本申请还提供以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物的制备方法，其以H4TC4A(中文名称：叔丁基硫杂杯[4]芳烃)为配体，以Tb(CH3COO)3·
6H2O为金属源构筑的Tb9。具体的制备方法包括：
[0009]S01：将H4TC4A和Tb(CH3COO)3·
6H2O溶解在混合溶剂中，按照升温速率为1℃/min升温至130℃后，恒温保持三天。
[0010]将H4TC4A和Tb(CH3COO)3·
6H2O按照摩尔比为1:5溶解在混合溶剂中，该混合溶剂包括CH3OH、DMF(英文名称：N,N
‑
Dimethylformamide，中文名称：N,N
‑
二甲基甲酰胺)和H2O，其体积比为3:7:1。混合溶剂中加入少量的水有利于Tb9的结晶。置于聚四氟乙烯的内衬中后，按照升温速率为1℃/min升温至130℃，恒温保持三天。
[0011]S02：恒温结束后，按照降温速率为4℃/min降温至室温，得到悬浊液；
[0012]S03：过滤所述悬浊液得到无色透明溶液，所述无色透明溶液在25℃下挥发后得到块状晶体稀土铽簇化合物。
[0013]对于制备Tb9，其制备关键在于反应原料的配比以及混合溶剂的种类、比例。经过大量实验发现，仅当H4TC4A和Tb(CH3COO)3·
6H2O的摩尔比为1:5，CH3OH、DMF和H2O的体积比为3:7:1时，才能够合成得到产率达到60％的纯净的具有附图1所示晶体结构的稀土铽簇化合物。
[0014]本申请提供的Tb9具有良好的光致发光性质，在甲醇中具有良好的溶解性及高的荧光量子产率，能够用于光检测领域。
[0015]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0016]本专利技术提供一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物、制备方法及应用。该稀土铽簇化合物的化学式为：[(CH3)2NH2][Tb9(TC4A)2(μ3‑
O)8(μ4‑
O)2(H2O)
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]。该稀土铽簇化合物是以H4TC4A为配体，以Tb(CH3COO)3·
6H2O为金属源构筑的。本专利技术提供的稀土铽簇化合物具有良好的光致发光性质，在甲醇中具有良好的溶解性及较高的荧光量子产率，能够广泛用于光检测等

[0017]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的Tb9的晶体结构图；
[0020]图2为本专利技术实施例提供的Tb9的PXRD(英文全称：powder diffraction ofx
‑
rays；中文名称：粉末X
‑
射线衍射)图；
[0021]图3为本专利技术实施例提供的Tb9的FTIR(英文全称：Fourier Transform infrared spectroscopy；中文名称：傅里叶变换红外光谱)图；
[0022]图4为本专利技术实施例提供的Tb9的热重曲线图；
[0023]图5为本专利技术实施例提供的Tb9的固态荧光光谱图。
具体实施方式
[0024]本申请提供一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物，该稀土铽簇化合物简称为Tb9。该Tb9化学式为：[(CH3)2NH2][Tb9(TC4A)2(μ3‑
O)8(μ4‑
O)2(H2O)
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]。该Tb9是
以H4TC4A为配体，以Tb(CH3COO)3·
6H2O为金属源构筑的，属于四方晶系，空间群为P
‑
4，晶胞参数为α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝90
°
，
[0025]对该Tb9在Bruker D8 QUEST型衍射仪上进行X
‑
射线单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物，其特征在于，所述稀土铽簇化合物的化学式为：[(CH3)2NH2][Tb9(TC4A)2(μ3‑
O)8(μ4‑
O)2(H2O)
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]。2.根据权利要求1所述的以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物，其特征在于，所述稀土铽簇化合物属于四方晶系，空间群为P
‑
4，晶胞参数为4，晶胞参数为α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝90
°
，3.根据权利要求1所述的以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物，其特征在于，在320nm激发波长下，浓度为2
×
10
‑5mol/L的所述稀土铽簇化合物的甲醇溶液的荧光量子产率为59.19％。4.根据权利要求1所述的以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物，其特征在于，在340nm激发波长下，浓度为2
×
10
‑5mol/L的所述稀土铽簇化合物的甲醇溶液的荧光量子产率为59.65％。5.一种以硫杂杯芳烃为配体的高量子产率稀土铽簇化合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将H4TC4A...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕研峰，李子萍，赵桂艳，
申请(专利权)人：辽宁石油化工大学，
类型：发明
国别省市：