[发明专利]基于类氨基酸配体的Zn-Tb配位聚合物发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土发光材料领域，具体涉及一种基于刚性类氨基酸配体的Zn-Tb混合金属配位聚合物黄绿色发光材料及其制备方法。 

背景技术

近年来，稀土三基色发光材料，尤其是灯用荧光粉、光存储材料，由于具有发光效率高、寿命长、显色性好等优点，在照明和显示领域已有广泛应用。迄今为止，稀土三基色发光材料及其制备方法一直是以掺杂三价铕离子的氧化钇作为红粉、以三价铽离子和三价铈离子共掺杂的多铝酸镁作为绿粉、以二价铕离子掺杂的多铝镁酸钡作为蓝粉，制备发光材料时，将三种材料按比例研磨混合后高温灼烧，最后得到实用的稀土三基色荧光粉。虽然稀土发光材料发光颜色丰富，但稀土绿色发光材料品种则相对较少，铝酸盐体系发光材料具有抗湿性差, 存在发光颜色单一等缺点。并且, 对于基于纯稀土的化合物, 因f电子跃迁受宇称禁阻(Laporte选律)造成量子效率低, 荧光效率低。虽然已经制备出了多个稀土掺杂氟化物纳米晶，具有高光化学稳定性、窄线宽、长荧光寿命、发光效率高等优点，可以作为多功能荧光标记和磁共振成像显影试剂，用于医学领域中异相或均相分析，红外线探测等。但是，掺杂型器件制备工艺复杂，成本高，而且主客体型器件经常会出现相分离现象，使器件效率降低，并且材料的波长几乎是限定的，很难根据需要进行修饰。而混合金属配合的合成，常用的方法是将稀土化合物，作为掺杂剂分散到过渡金属配位单元或者聚合物中。但是，由于稀土配合物在聚合物基体中存在分散性不佳，易于与基体相分离等缺点，导致掺杂材料稳定性差，荧光分子间发生浓度淬灭，荧光强度下降。而通过后过渡金属（如d¹⁰电子构型金属）通过敏化作用，使这种聚合物具备较单一的稀土或者单一过渡金属离子有机框架材料所不具有的良好的荧光性能。混合离子的引入也能减少稀土离子配合物中的O–H、C–H化学键等，以减少振动弛豫、电子转移、系间窜跃等非辐射跃迁的能量释放途径，从而增强荧光量子效率及延长荧光寿命。Tb³⁺具有特征的绿色发射, 且发光强度高, 量子效率高, 所以围绕Tb³⁺合成不同基质的发光材料一直是人们所感兴趣的研究课题。我们合成稀土-过渡金属杂化聚合物，弥补基于单一的贵金属Os、Ir配合物的发射波长比较固定的缺陷，敏化稀土离子的电荷跃迁，达到获得荧光强度大、热稳定性高、寿命长的黄绿色荧光材料之目的。 

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供一种呈无色单晶状，发光亮度高，可发射强的黄绿色光的基于刚性类氨基酸配体的Zn-Tb混合金属配位聚合物发光材料及其制备方法。 

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：基于类氨基酸配体的Zn-Tb配位聚合物黄绿色发光材料，所述发光材料的化学式为：{[Tb (HMIDC)₂·2H₂O][Zn(HMIDC)₂]·4H₂O]}_n，其中n大于1，该材料可被近紫外光激发，并发射出强的绿色荧光。 

基于类氨基酸配体的Zn-Tb配位聚合物发光材料的制备方法，包括以下步骤： 

一、取2-甲基咪唑4，5-二氰加入盛有蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌溶解后加入冰醋酸溶液并保温3～4小时，然后加入NaOH溶液，得到中间溶液，再将中间溶液加入稀HCl溶液中进行反应，反应结束后将反应液倒入冰水中，进一步冷却后即析出白色固体有机配体H₃MIDC，所述的H₃MIDC为1H-2-methyl-4, 5-imidazole-dicarboxylic acid，分子式如下：  

；

二、取步骤一制得的有机配体H₃MIDC溶于水与有机溶剂的混合液中，并加入Tb₄O₇和Tb(NO₃)₃·6H₂O的一种以及Zn(ClO₄)₂和ZnO的一种，使用磁力搅拌器在常温常压下搅拌10～30min，然后加入稀HNO₃调节pH值为3.0～6.0，得到前驱液，备用；

上述水与有机溶剂的混合液中水与有机溶剂的体积比为0.1:1～2:1，其中，有机溶剂为乙醇或丙醇。