[发明专利]一种稀土/离子液体发光材料

说明书

技术领域

本发明属于稀土功能材料领域，涉及可用作离子液体的杂环化合物及稀土化合物，具体为一种稀土/离子液体发光材料及其制备方法。

背景技术

稀土离子由于独特的4f层电子构型，因而具有优异的发光性能(如色纯度高、荧光寿命长、发射谱线丰富等)，在显示、光波导放大、固体激光器、医学、生物标记、防伪等领域有着潜在的应用价值。

离子液体一般由有机阳离子的盐组成。有机阳离子一般体积较大而且不对称如：N-甲基-N-烷基吡啶烷鎓、N-烷基吡啶鎓、1-烷基-3-烷基咪唑鎓和四烷基铵离子。离子液体具有不挥发、液程宽、高导电率、热稳定性高以及可调节等特性，因而被视为绿色化学和清洁工艺中最有发展前途的溶剂。将离子液体进行功能化制备非室温离子液体即在室温附近为固体，功能化后的离子液体因其有具有孤对电子因而易于和空轨道进行配位。

因此将功能化的离子液体中的孤对电子和稀土离子的结合在一起，无论在理论上还是在实践中都是一个值得探索的课题。目前在该方面的研究报道尚不多见。

发明内容

本发明的目的是：合成一种新型稀土/离子液体发光材料。针对当前稀土/离子液体材料存在的稀土化合物的掺杂浓度太低、发光性能力差等缺点，提供一种稀土/离子液体发光材料制备方法，该方法在离子液体的阳离子烷基侧链上嫁接上邻菲啰啉，邻菲啰啉由于具有较好的平面结构和对金属阳离子具有较强的亲和力，一方面它能够和稀土离子配位形成金属配合物，另一方面它能够吸收能量并能将其所吸收的能量传递给稀土离子，因此我们将邻菲啰啉嫁接在离子液体中来制备新型发光材料。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案：

一种稀土/离子液体发光材料，该材料的结构式为：

其中X^-为Cl^-(氯离子)、[BF₄]^-(四氟硼酸根离子)、[PF₆]^-(六氟磷酸根离子)或[Tf₂N]^-(双三氟甲磺酰亚胺根离子)；n＝0～15；

稀土离子Ln为Nd³⁺、Sm³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺、Ho³⁺、Er³⁺、Yb³⁺、Tm³⁺或Dy³⁺；

上面所述的稀土/离子液体发光材料的制备方法为：

按摩尔比离子液体∶稀土氯化物＝2∶1的配比，将离子液体与稀土氯化物加入反应器中，搅拌、沉淀后得稀土发光材料；

其中，所述的稀土氯化物为NdCl₃、SmCl₃、EuCl₃、GdCl₃、HoCl₃、ErCl₃、YbCl₃、TmCl₃或DyCl₃。

上面所述的离子液体的结构式为：

其中X^-为Cl^-、[BF₄]^-、[PF₆]^-或[Tf₂N]^-；n＝0～15。

本发明的有益效果是：

1)在离子液体阳离子烷基侧链上引入邻菲啰啉基团后，与稀土离子极易产生了配位作用，有很好的发光性能。在发射图中能很好的看到稀土离子的特征峰，说明稀土离子和离子液体进行了配位，使稀土离子找到了新的配体使之发光。

2)以上所得稀土化合物/离子液体材料发光色彩丰富，色纯度高，荧光寿命长，量子效率高，热稳定性和光稳定性强，是一种很有价值的光学材料，可以应用在显示显像、新光源、X射线增光屏等领域。

附图说明

图1为实施例1中的发光材料的激发光谱图；

图2为实施例1中的发光材料的发射光谱图；

图3为实施例1中的发光材料的寿命光谱图；

图4为实施例2中的发光材料的激发光谱图；

图5为实施例2中的发光材料的发射光谱图；

图6为实施例2中的发光材料的寿命光谱图；

图7为实施例3中的发光材料的激发光谱图；

图8为实施例3中的发光材料的发射光谱图；

图9为实施例3中的发光材料的寿命光谱图；