本發(fā)明屬熒光材料技術(shù)領(lǐng)域。具體是一種稀土聚合物綠色熒光材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

熒光粉材料最早問(wèn)世于1938年，早期Stokes等人合成了鎢酸鈣等熒光粉并用于熒光燈中。在1948年人們又開(kāi)發(fā)出了磷酸鹽熒光粉，此熒光粉發(fā)光性能比早期熒光粉發(fā)光性能有了顯著改善。在20世紀(jì)60～70年代熒光粉得到了廣泛的應(yīng)用。隨著對(duì)熒光粉研究的不斷深入，人們開(kāi)發(fā)出了三基色熒光粉，把稀土元素作為激活劑引進(jìn)熒光粉中，是熒光粉的發(fā)光性能得到明顯的提高。目前市場(chǎng)上熒光粉主要有硫化物系熒光粉，鋁酸鹽系熒光粉，磷酸鹽系熒光粉，稀土熒光粉等。

稀土元素離子由于其特殊的電子層結(jié)構(gòu)和豐富的能級(jí)，使得它成為人類(lèi)發(fā)光材料的寶庫(kù)。由于稀土離子的f-f躍遷屬于禁戒躍遷，因此在可見(jiàn)光和紫外光區(qū)表現(xiàn)出很弱的吸收，使得單一稀土離子的發(fā)光相對(duì)較弱，但當(dāng)稀土離子與有機(jī)配體配合得到配合物時(shí)，由于有機(jī)配體在紫外區(qū)常常有較大的吸收，并通過(guò)有效的分子內(nèi)能量傳遞過(guò)程,將其激發(fā)態(tài)的能量傳遞給稀土離子的發(fā)射能級(jí)，從而極大地促進(jìn)了稀土離子的特征發(fā)射，增強(qiáng)其發(fā)光效應(yīng)。稀土配位聚合物熒光材料是由稀土金屬陽(yáng)離子和有機(jī)配體通過(guò)自組裝形成的特殊化合物，它具有與無(wú)機(jī)晶體化合物相似的晶體結(jié)構(gòu)，但其合成具有可調(diào)控性，因此可以通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的定向設(shè)計(jì)和有機(jī)官能團(tuán)的拓展設(shè)計(jì)合成出具有特定性能的配位聚合。通過(guò)對(duì)有機(jī)成分和稀土離子進(jìn)行科學(xué)合理地篩選與調(diào)控，控制金屬離子和共軛基元的大小，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光波長(zhǎng)的調(diào)控。另一方面，通過(guò)對(duì)分子材料的設(shè)計(jì)，可以研究分子結(jié)構(gòu)和性能之間特定的關(guān)系，探索材料的發(fā)光機(jī)理，從而為設(shè)計(jì)新型高效的熒光材料提供依據(jù)。基于此觀(guān)點(diǎn)，我們采用水熱法合成一種具有綠色發(fā)光性能的稀土聚合物熒光材料[Tb₂(C₁₂H₈N₂)₂(C₅H₆O₄)₃]_n，測(cè)試表明該化合物具有較好熱穩(wěn)定性和熒光性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種稀土聚合物綠色熒光材料及其制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

1.一種稀土聚合物綠色熒光材料

1)化學(xué)名稱(chēng)為三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱；

化學(xué)式：[Tb₂(C₁₂H₈N₂)₂(C₅H₆O₄)₃]_n。

2)結(jié)構(gòu)式為

3)理化性質(zhì)：外觀(guān)為褐色棒狀晶體，無(wú)味道，難溶于有機(jī)溶劑和水。

2.三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱的制備方法，具體操作如下：分別稱(chēng)取戊二酸0.0264g(0.2mmol)，鄰菲羅啉0.0270g(0.15mmol)，TbCl₃0.0743g(0.28mmol)加入到20ml反應(yīng)釜中，再加入2ml蒸餾水，攪拌混合均勻，滴入三乙胺調(diào)節(jié)pH＝5～6，裝好反應(yīng)釜，放置于100℃恒溫箱中7天，取出反應(yīng)釜使之自然冷卻至室溫，抽濾，并用蒸餾水洗滌，常溫干燥，即為三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱。

3.化合物三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱的確認(rèn)，利用APEXII CCD衍射儀確認(rèn)三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱：將制備的稀土聚合物晶體在Bruke smart APEXII CCD衍射儀上，用石墨單色器單色化的Mo Kα(λ＝0.071073nm)射線(xiàn)，以ω-θ方式掃描。在296K下，共收集衍射點(diǎn)。經(jīng)全矩陣最小二乘法對(duì)F²進(jìn)行修正結(jié)構(gòu)分析用SHELXL-97軟件包完成?；衔锏姆肿邮綖镃₃₉H₃₄N₄O₁₂Tb₂，相對(duì)分子量為1068.56g/mol，晶體為三斜晶系，空間群為P-1，晶胞參數(shù)為α＝83.909(2)°，β＝84.340(2)°，γ＝74.984(2)°,Z＝2。

4.化合物結(jié)構(gòu)分析

該稀土聚合物熒光材料[Tb₂(C₁₂H₈N₂)₂(C₅H₆O₄)₃]_n展示二維層狀結(jié)構(gòu)，Tb³⁺離子與戊二酸相互連接，形成二維層。鄰菲羅啉起到結(jié)構(gòu)修飾作用，進(jìn)一步與Tb³⁺配陽(yáng)離子螯合。稀土聚合物中含有光學(xué)活性的Tb³⁺和鄰菲羅啉分子中的共軛大π鍵，有利于電子躍遷和能量傳遞，致使該稀土聚合物具有良好的綠色熒光性能。

5.用途

光學(xué)性能測(cè)試表明，稀土聚合物具有良好的綠色熒光性能(545nm)，發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)強(qiáng)，預(yù)計(jì)在彩色顯示器、熒光標(biāo)記、熒光防偽纖維、熒光涂料等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的稀土聚合物熒光材料[Tb₂(C₁₂H₈N₂)₂(C₅H₆O₄)₃]_n是通過(guò)水熱合成方法生長(zhǎng)出的晶體。本發(fā)明所采用的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單、高效、廉價(jià)、無(wú)污染、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。該材料的優(yōu)點(diǎn)是熱穩(wěn)定性好和發(fā)光強(qiáng)度強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種稀土聚合物綠色熒光材料的熒光光譜圖。

圖中：縱座標(biāo)為熒光強(qiáng)度，橫座標(biāo)為熒光波長(zhǎng)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

1.三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱的制備

實(shí)施例1

三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱的制備

分別稱(chēng)取戊二酸0.0264g(0.2mmol)，鄰菲羅啉0.0270g(0.15mmol)，TbCl₃0.0743g(0.28mmol)加入到20ml反應(yīng)釜中，再加入2ml蒸餾水，攪拌混合均勻，滴入三乙胺調(diào)節(jié)pH為5，裝好反應(yīng)釜，放置于100攝氏度恒溫箱中7天，取出反應(yīng)釜使之自然冷卻至室溫，出現(xiàn)塊狀晶體。取出晶體樣品用蒸餾水洗滌，常溫干燥。產(chǎn)率83％(以TbCl₃為標(biāo)準(zhǔn))。

實(shí)施例2

三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱的制備

分別稱(chēng)取戊二酸0.0264g(0.2mmol)，鄰菲羅啉0.0270g(0.15mmol)，TbCl₃0.0743g(0.28mmol)加入到20ml反應(yīng)釜中，再加入2ml蒸餾水，攪拌混合均勻，滴入三乙胺調(diào)節(jié)pH為6，裝好反應(yīng)釜，放置于100攝氏度恒溫箱中7天，取出反應(yīng)釜使之自然冷卻至室溫，出現(xiàn)塊狀晶體。取出晶體樣品用蒸餾水洗滌，常溫干燥。產(chǎn)率83％(以TbCl₃為標(biāo)準(zhǔn))。

將制備的稀土配位聚合物晶體在Bruke smart APEXII CCD衍射儀上，用石墨單色器單色化的Mo Kα(λ＝0.071073nm)射線(xiàn)，以ω-θ方式掃描。在296K下，共收集衍射點(diǎn)。經(jīng)全矩陣最小二乘法對(duì)F²進(jìn)行修正結(jié)構(gòu)分析用SHELXL-97軟件包完成?；衔锏姆肿邮綖镃₃₉H₃₄N₄O₁₂Tb₂，相對(duì)分子量為1068.56g/mol，晶體為三斜晶系，空間群為P-1，單胞參數(shù)為α＝83.909(2)°，β＝84.340(2)°，γ＝74.984(2)°,Z＝2。

2.三戊二酸·二鄰菲羅啉合二鋱的性能測(cè)試

通過(guò)熒光光譜儀測(cè)試表明，該聚合物在545nm處有綠色熒光，且性能良好，如圖1所示。