一种稀土荧光微纳米纤维阵列的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稀土荧光微纳米纤维阵列的制备方法，将质量比为1∶5～40的稀土配合物和高分子材料分别溶于有机溶剂中并搅拌均匀，制备出了稀土配合物/高分子材料溶液；将所述溶液取1～5微升滴在载玻片上，再将孔径为50～800纳米的多孔氧化铝模板置于液滴上，溶剂自然挥发后溶解掉氧化铝模板，便得阵列规整的纳米纤维阵列。本发明专利技术制备的稀土配合物/高分子材料复合微纳米纤维及其阵列由于具有稀土材料的光致发光特性和高分子材料的稳定易加工性，可用于如下领域：微纳米发光器件、光传感器、微纳米材料标记，太阳能电池用转光组件，防伪或夜光安全标志织物，安检和安保检测等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于模板浸润制备稀土铕有机配合物与高分子聚甲基丙烯酸甲酯复合荧光纤维阵列
，涉及一种稀土荧光微纳纤维阵列的制备技术。
技术介绍
稀土元素包括位于元素周期表中的第IIIB族的钪、钇以及镧系共17中元素，其中内层4f电子被外层电子所屏蔽而显示出与众不同的光、电、磁和化学性质，从而使得它们在元素化学中占有重要地位。作为稀土资源大国，对稀土资源进行深度加工制成高附加值的新型功能材料和器件具有重大意义。稀土发光是由稀土元素4f电子在不同能级间跃迁而产生的，具有吸收能力强，转换效率高，可发射从紫外线到红外光的光谱，特别在可见光区有很强的发射能力等优点。稀土荧光材料是一类具有独特性能的发光材料，其荧光单色性好，发光强度大，引起人们极大的研究兴趣。近年来，随着经济的发展和科技的进步，荧光材料在人们的生活、生产中得到了广泛的应用，对荧光材料的各项指标也提出了新的要求。稀土配合物发光材料为一种有机光致发光材料，由于协调配体分子能将吸收的能量高效地转移到配合物的稀土离子发光中心，这种配体敏化中心离子发光的效应称为天线效应，该效应弥补了稀土离子在紫外和可见光区吸收系数小的缺陷。但由于稀土配合物机械强度低，环境稳定性差，抗潮性弱，难以加工等缺点限制了其广泛的应用前景。高分子材料具有稳定性好，来源广，质量轻，易于成型加工，成本低等优点，将稀土配合物分散在高分子材料中制备的稀土配合物/高分子复合发光材料兼具稀土离子发光强度高、色纯度高以及高分子材料的优良加工成型性能而备受关注。Zhang等(Applied physicsletters90(2007) 103103)和 Wang 等(J. Mater. Chem. ,21(2011) 18462-18466)都对稀土配合物 / 高分子复合发光材料(例如，Eu (TTA) 3 (TPPO) 2/PVP和Eu (TPD) 3phen/PSSiO)进行了相关的研究。稀土配合物/高分子荧光微纳纤维阵列中稀土配合物能更好分散，且微纳纤维能排成阵列，极大地增强了发光强度，有利应用于微纳发光器件、光传感器等领域。现有的荧光纤维一般用荧光染料或发光材料在化纤制造过程中加入纤维中，如中国专利技术专利公开说明书(CN1092119A，申请号93102550. 8)中所述的一种有价证券、证件等所用防伪纸张中的安全纤维，该纤维为短纤维且发光材料含量不能过高，强度和加工性能较差。中国专利技术专利公开说明书(CN101922060A，申请号201010273944. 8)中所述的一种稀土荧光微纳米纤维制备方法，该方法所制纤维直径大于10微米，发光强度不能过高，且排列杂乱，很难在荧光器件领域中推广应用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种工艺方法简单且成本较低的突光纤维阵列制备技术。所制新型稀土铕有机配合物/高分子(Eu (aspirin) 3 (Phen)/PMMA)复合突光微纳米纤维直径在几十纳米到几百纳米之间，长度在几微米到几十微米之间，且纤维均匀分散在基体上并形成规整阵列。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案；—种稀土荧光微纳米纤维阵列的制备方法，将质量比为1: 5 40的稀土配合物和高分子材料分别溶于有机溶剂中并搅拌均匀，制备出了稀土配合物/高分子材料溶液;将所述溶液取I 5微升滴在载玻片上，再将孔径为50 800纳米的多孔氧化铝模板置于液滴上，溶剂自然挥发后溶解掉氧化铝模板，便得阵列规整的纳米纤维阵列。所述的制备方法，所述稀土配合物为铕元素的三元配合物Eu (aspirin) 3 (Phen)，高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，有机溶剂为二氯甲烷、氯仿和二甲基甲酰胺中的一种或几种。所述的制备方法，所述稀土配合物的制备是将氧化铕溶入过量稀盐酸中反应完全后干燥使过量盐酸挥发制备出氯化铕，再将氯化铕、乙酰水杨酸和邻菲啰啉按1: 3 :1的摩尔比溶于乙醇中，用三乙胺作为络合剂及催化剂，并调节溶液PH值为7-9使之完全反应2小时后洗涤，抽滤并干燥后就得到了白色粉末状的稀土配合物。模板浸润法是将具有一定粘度的高分子溶液通过毛细管作用力浸润多孔模板，溶剂挥发后，去除模板而制备纳米纤维阵列的方法。本专利技术共有以下几个优点1)合成的铕的稀土配合物Eu (aspirin) 3 (Phen)有很强的光致发光效应，在紫外光照射下就能看到很强的红光发射。2)选择的配体的三重态与稀土的激发能级相匹配，使荧光效率大大提高。3)将稀土配合物材料分散在聚甲基丙烯酸甲酯PMMA中制备稀土高分子发光材料兼具有稀土配合物高分子材料的优点，荧光单色性好，发光强度大，吸收能力强，转换效率高以及稳定性好，质量轻，易于成型加工等。4)稀土配合物分散在高分子材料中，避免了与外界环境的接触，可以有效避免稀土配合物因环境稳定性差而导致的荧光效应的减弱。5)制备的纤维粗细均匀且直径较细在几十纳米到几百纳米之间。6)纤维在稀土配合物掺杂浓度较高(约17% )的情况下仍没有出现明显的荧光猝灭现象，比薄膜块体的荧光猝灭浓度高了约一个数量级。7)稀土配合物高分子荧光微纳纤维具有高度有序的阵列结构。本专利技术制备的稀土配合物/高分子材料复合微纳米纤维及其阵列由于具有稀土材料的光致发光特性和高分子材料的稳定易加工性，可用于如下领域微纳米发光器件、光传感器、微纳米材料标记，太阳能电池用转光组件，防伪或夜光安全标志织物，安检和安保检测等。附图说明图1稀土铕配合物Eu (aspirin) 3 (Phen)/聚甲基丙烯酸甲酯PMMA复合纤维阵列的扫描电镜照片，Eu(aspirin)3(Phen)/PMMA质量配比分别为(a)l 20，(b) I 10和(c)l 5。图2Eu(aspirin)3(Phen)/PMMA复合微纳米纤维阵列(质量配比为1: 10)的激发光谱；图3Eu(aspirin)3(Phen)/PMMA复合微纳米纤维阵列(质量配比为1: 10)的发射光谱图；图4不同配比的Eu (aspirin) 3 (Phen)/PMMA复合微纳米纤维阵列和相应配比的大块薄膜的荧光强度。具体实施例方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。以下实施例所用稀土配合物为铕元素的三元配合物Eu (aspirin) 3 (Phen)，高分子材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。有机溶剂为二氯甲烷、氯仿和二甲基甲酰胺中一种或多种；稀土配合物Eu (aspirin) 3 (Phen)的制备是将氧化铕(Eu2O3)溶入过量稀盐酸中反应完全后干燥使过量盐酸挥发制备出氯化铕(EuCl3),将氯化铕、乙酰水杨酸(aspirin)和邻菲啰啉(Phen)按1: 3 I的摩尔比溶于乙醇中，用三乙胺作为络合剂及催化剂并调节溶液pH值为7-9使之完全反应2小时后洗涤，抽滤并干燥后就得到了白色粉末状的稀土配合物，其化学结构式如下O将质量比为1: 5 40的稀土配合物和高分子材料分别溶于二氯甲烷或氯仿中，并将两者的溶液混合、搅拌均匀，制备出了稀土配合物/高分子材料溶液，制备的溶液呈透明液体具有一定的粘度；由于稀土配合物环境稳定性差，容易变质并失去荧光效应，因此应在合成完成后尽快配制成溶液待用。如果将稀土配合物和高分子材料分别溶解后再混合搅拌可以保证稀土配合物在高分子材料中完全分散并节约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土荧光微纳米纤维阵列的制备方法，其特征在于，将质量比为1∶5～40的稀土配合物和高分子材料分别溶于有机溶剂中并搅拌均匀，制备出了稀土配合物/高分子材料溶液；将所述溶液取1～5微升滴在载玻片上，再将孔径为50～800纳米的多孔氧化铝模板置于液滴上，溶剂自然挥发后溶解掉氧化铝模板，便得阵列规整的纳米纤维阵列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：佘希林，袁芳，李建江，赵帅江，杨东江，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：