[发明专利]一维链状草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

稀土离子具有较高的配位数和良好的发光性能，作为发光材料在彩电和计算机显示器、照明、医学和军事等领域有着广泛的应用。近年来，基于稀土离子配合物的近红外发光引起了人们的广泛关注，然而由于稀土离子f-f的弱吸收，直接激发Ln(III)离子(三价稀土离子)通常是无效的，当使用了“天线效应”后，金属的发射就变得更加有效了。现有的具有近红外发光性能的稀土离子配合物的种类不多，而且近红外发光寿命短，仍有待提高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有近红外发光配位聚合物的种类稀少，且近红外发光寿命短的问题，本发明提供了一维链状草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用。

本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物是以Ln(HC₂O₄)(C₂O₄)(H₂O)₅为结构单元，通过草酸中的氧原子桥连成一维链状结构的，其中Ln为Pr³⁺或者Nd³⁺。

本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物之间通过氢键连接形成三维超分子结构的草酸稀土配位聚合物。

本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物的制备方法是通过以下步骤实现的：一、在室温下，将五水合稀土硝酸盐与草酸加入溶剂水中，搅拌溶解，再调节pH值至7～9，得反应液，其中五水合稀土硝酸盐与草酸的摩尔比为1∶1，五水合稀土硝酸盐为Pr(NO₃)₃·5H₂O或者Nd(NO₃)₃·5H₂O；二、将步骤一的反应液放入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，密封反应釜，然后加热至150～180℃，保温反应3～5天，即得一维链状草酸稀土配位聚合物。

本发明的制备方法的产率在60％左右。

本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物作为近红外发光材料的应用。

本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物以草酸作为生色团，其中羧基中的氧原子具有孤对电子和较高的电负性，配位能力较强，易与稀土离子形成配位键，具有良好的络合作用。同时结合具有发光寿命长、斯托克斯位移大和具有特征的线性激发带的三价稀土镨离子或者钕离子，配位后得到具有一维链状结构的草酸稀土配位聚合物。

本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物具有良好的近红外发光性质，具有广阔的应用前景。室温固态下，以350nm为激发波长，一维链状草酸稀土镨配位聚合物在983nm的特征发射峰归属于¹D₂→³F₄跃迁，荧光寿命τ＝3.52μs。一维链状草酸稀土钕配位聚合物在360nm激发波长下出现的特征发射峰分别为896nm(⁴F_3/2→⁴I_9/2)弱峰，1067nm(⁴F_3/2→⁴I_11/2)强峰和一个非常弱的峰1394nm(⁴F_3/2→⁴I_13/2)，双指数衰减荧光寿命τ₁，τ₂分别为1.07μs和7.86μs，相应的衰减因子Rel₁，Rel₂分别为45.36％和54.64％。

本发明利用价廉的草酸与三价稀土硝酸盐(Pr³⁺和Nd³⁺)，在热压条件下，设计得到了一维链状并具有近红外发光性能的有机骨架配位聚合物，得到了两个结构新颖，中心金属(Pr³⁺或者Nd³⁺)的配位数为八，分别与一个草酸提供的一个羰基氧、另一个草酸提供的两个羰基氧和五个水分子氧配位形成的八配位构型，荧光测试结果表明该配位聚合物是一种新型优良的近红外发光材料。

附图说明