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一种稀土配合物红色荧光材料的制备方法及稀土配合物红色荧光材料技术

技术编号:7593467 阅读:243 留言:0更新日期:2012-07-21 12:08
本发明专利技术提供了一种稀土配合物红色荧光材料的制备方法,包括以下步骤:A、将含有硝酸铕的无机盐与β-二酮类配体、亚砜类配体反应,得到先导化合物;B、往先导化合物中加入对苯二甲酸,反应后得到所述稀土配合物红色荧光材料。本发明专利技术还提供了由该制备方法制备得到的稀土配合物红色荧光材料。本发明专利技术提供的制备方法,通过β-二酮类结构单元、亚砜类结构单元形成的较大空间位阻阻止羧基的桥式配位,从而实现羧基的双齿螯合配位的靶向合成,得到的稀土配合物红色荧光材料能兼具较高的发光效率和热稳定性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料科学
,具体涉及一种稀土配合物红色荧光材料的制备方法及由该制备方法得到的稀土配合物红色荧光材料。
技术介绍
稀土发光配合物的用途极为广泛,例如可将稀土发光配合物搀杂于聚合物基质中制成发光油墨用于商品防伪,或制成发光涂料发光塑料用于显示、装饰。稀土发光配合物的色纯度高,可作为发光层应用于有机电致发光器件。同时,稀土配合物发光材料还可应用于农业光能转换薄膜能改善作物光照条件,增强植物对蓝光或红光的吸收,能使作物增产、增收和品质优越。稀土发光配合物也可制成能提高光电转换效率的荧光浓集器而应用于太阳能电池。此外,稀土发光配合物还被用于荧光免疫分析和稀土探针,可为生命科学的研究提供许多生物微观结构方面的信息。目前的稀土配合物红色荧光材料主要有两类。一类是稀土铕-二酮类配合物红色荧光材料。CN1470593A中公开了一种以P - 二酮类(二苯甲酰甲烷、2-噻吩甲酰三氟丙酮)为第一配体,以邻菲洛啉为第二配体制备的红光稀土有机配合物电致发光材料,其发光效率可高达4. 7cd/A。但这一类配合物红色荧光材料多为单核结构,其光热稳定性较差,且成本较高,因此在实际应用中受到了较多限制。CN101560384A中公开了一种铕-三氟乙酰丙酮-邻菲啰啉/ 二氧化硅/壳型纳米复合荧光材料,通过将铕-P - 二酮类红色配合物荧光材料与无机材料复合,能有效提高铕- 二酮类红色配合物荧光材料的稳定性,但是其应用范围受到更多限制,不能得到广泛使用,且成本较高。另一类红色荧光材料是稀土铕-羧酸类红色配合物荧光材料,由于这一类红色配合物荧光材料具有一维、二维、 甚至三维的聚合物结构特征,因而其具有较好的热稳定性和荧光稳定性,且成本低。例如, CN101412908A中公开了吡啶三酸Eu3+红色配合物荧光材料,其具有400°C的高热稳定性。 但羧酸类铕配合物由于羧基具有多样配位方式,有些配位方式的结构刚性较弱(如桥式配位),能量传递效率较低,所以这一类红色配合物荧光材料的发光强度较弱。目前对于稀土铕羧酸类配合物发光强度弱这一瓶颈问题也一直未找到好的解决方法。
技术实现思路
本专利技术解决了现有技术中存在稀土配合物红色荧光材料难以兼具高热稳定性、高发光强度和低成本的技术问题。本专利技术提供了一种稀土配合物红色荧光材料的制备方法,包括以下步骤A、将含有硝酸铕的无机盐与3- 二酮类配体、亚砜类配体反应,得到先导化合物;B、往先导化合物中加入对苯二甲酸,反应后得到所述稀土配合物红色荧光材料。本专利技术还提供了一种稀土配合物红色荧光材料,所述稀土配合物红色荧光材料由本专利技术提供的制备方法制备得到。本专利技术提供的稀土配合物红色荧光材料的制备方法中,通过采用分步配位方式, 具体先将含硝酸铕的无机盐与3 - 二酮类配体、亚砜类配体合成先导化合物,然后在后续对苯二甲酸的羧基与稀土铕离子的配位过程中,通过¢-二酮类结构单元、亚砜类结构单元形成的较大空间位阻阻止羧基的桥式配位,从而实现羧基的双齿螯合配位的靶向合成, 提高对苯二甲酸的羧基与稀土铕离子之间的能量传递效率,将稀土铕-3 - 二酮类红色配合物的高发光强度与羧酸类稀土铕配合物的高热稳定性有机结合,从而得到的稀土配合物红色荧光材料能兼具较高的发光效率和热稳定性能。同时,本专利技术提供的制备方法简单,原材料成本较低,对人体、动物和环境不会产生有害影响,不会破坏生态和环境。附图说明图I为红色荧光材料SI、S2的激光光谱谱图。图2为红色荧光材料SI、S2在77K、370 nm下的发射光谱谱图。具体实施例方式本专利技术提供了一种稀土配合物红色荧光材料的制备方法,包括以下步骤A、将含有硝酸铕的无机盐与¢-二酮类配体、亚砜类配体反应,得到先导化合物;B、往先导化合物中加入对苯二甲酸(PTA),反应后得到所述稀土配合物红色荧光材料。本专利技术中,所述步骤A、B中的反应均在溶剂中进行。通过溶剂热反应能有效保证无机盐与配体充分接触,促进配位反应的进行。本专利技术中,所述溶剂为溶剂反应中的常用溶剂乙醇或二甲基亚砜,优选情况下,所述溶剂为乙醇。具体地,在将无机盐与¢-二酮类配体、亚砜类配体反应之前,将其分别配制成乙醇溶液,然后再将各溶液混合均匀即可。在配制乙醇溶液的过程中,溶剂的用量在本领域的常规范围内即可,本专利技术没有特殊规定。同理,也可将对苯二甲酸(PTA)配制成乙醇溶液,然后将其与先导化合物体系混合后反应。步骤A中,所述无机盐与¢-二酮类配体的摩尔比为I :1_2。无机盐与亚砜类配体的摩尔比为I :2。其中,所述¢-二酮类配体可为¢-萘酰三氟丙酮(NTA)或二苯甲酰甲烷(DBM)。所述亚砜类配体为二苯基亚砜(DBSO)或二甲基亚砜(DMS0)。步骤B中,无机盐与对苯二甲酸(PTA)的摩尔比为I :0. 5-1。本专利技术中,所述无机盐与¢-二酮类配体、亚砜类配体的摩尔比以及无机盐与对苯二甲酸(PTA)的摩尔比中,无机盐以所含有的稀土元素的摩尔含量计,¢-二酮类配体以二酮结构单元计,亚砜类配体以亚砜结构单元计,对苯二甲酸(PTA)以苯环计。本专利技术中,所述无机盐中还可含有硝酸镧和/或硝酸钆与硝酸镧的摩尔比为I :1_5。作为本专利技术的另一种优选实施方式,所述无机盐中还含有硝酸钆。其中,所述硝酸铕与硝酸钆 的摩尔比为 I :1-5。本专利技术中,步骤A、步骤B中的反应均优选在溶剂中进行,步骤B为溶剂热反应。具体地,步骤A中,所述反应的温度为70-75 °C,pH值为6.5-7. 0,反应时间为85-90 min。步骤B中,所述反应的温度为90-95 °C,pH值为7.0-7. 5,反应时间为7-8 h。本专利技术还提供了一种稀土配合物红色荧光材料,所述稀土配合物红色荧光材料由本专利技术提供的制备方法制备得到。本专利技术提供的稀土配合物红色荧光材料能兼具有较高的发光效率和热稳定性能。具体地,所述稀土配合物红色荧光材料的化学式为 (Pl)a(PTA)b (P2)。, x、a、b、c为摩尔含量;其中,Re选自La或Gd,0 < X≤I ;P1为@ _ 二酮类配位单元,PTA 为对苯二甲酸配位单元,P2为亚砜类配位单元,ls≤a≤2,0.I, c=2。具体地,作为本专利技术的优选实施方式,所述稀土配合物红色荧光材料的化学式为 Eu2 (NTA) 4 (PTA) (DBSO) 4 (式 I)、Eu2 (NTA) 4 (PTA) (DMSO) 4、Eu2 (NTA) 2 (PTA) 2 (DBSO) 4 (式 II)、Eu2(NTA)2(PTA)2(DMS0)4、Eu2 (DBM)4(PTA) (DBSO)4' Eu2 (DBM)4(PTA) (DMSO)4' Eu2 (DBM)2 (PTA)2 (DBSO)4、Eu2 (DBM)2 (PTA)2 (DMSO)4、EuLa(NTA)4(PTA) (DBSO)4 (式 III)、 EuLa (DBM) 4 (PTA) (DMSO) 4、EuGd (NTA) 2 (PTA) 2 (DBSO) 4 (式 IV)或 EuGd (DBM) 2 (PTA) 2 (DMSO) 4。权利要求1.一种稀土配合物红色荧光材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤A、将含有硝酸铕的无机盐与二酮类配体、亚砜类配体反应,得到先导化合物;B、往先本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:赵学辉王正祥刘志国刘迪武胡舜钦
申请(专利权)人:赵学辉
类型:发明
国别省市:

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