[发明专利]三元铽配合物单体和其与三元铽配合物单体‑MMA共聚物发光材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三元铽配合物单体和其与三元铽配合物单体-MMA共聚物发光材料的制备方法。

背景技术

稀土离子外层电子结构基本相同，4f层电子能级相近的独特结构，使得稀土发光材料具有量子产率高、发射带窄、荧光寿命长、发光色纯度高等优点。近些年来，稀土发光材料迅速发展，并越来越多的应用到固体传感器、荧光探针、阴阳离子探测器、农用薄膜、电致发光元器件等领域。但稀土离子的荧光极弱，且发光极不稳定，这严重限制了稀土发光材料的广泛应用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的一个目的是提供一种三元铽配合物单体及其制备方法。

另一个目的是针对稀土离子发光极弱且发光不稳定，稀土无机材料难以成型加工的缺陷，提供一种三元铽配合物单体-MMA共聚物发光材料及其制备方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用如下技术方案：三元铽配合物单体，该三元铽配合物单体为铽-对羟基苯甲酸-甲基乙烯基咪唑苯甲酸三元铽配合物单体，其分子式为：

上述三元铽配合物单体的制备方法，包括如下步骤：

S2a：将称取好的TbCl₃.6H₂O倒入三口烧瓶中，加入无水乙醇，超声振动溶解；

S2b：以THF（四氢呋喃）、无水乙醇、去离子水溶剂分别溶解对羟基苯甲酸，将滴液漏斗与三口烧瓶固定在一起，接口连接处涂上真空硅脂；为确保TbCl₃.6H₂O过量，对羟基苯甲酸不足，使对羟基苯甲酸与铽离子6配位反应可能，将充分溶解后的羟基苯甲酸溶液倒入滴液漏斗中，控制滴速为5-15秒/滴与铽进行配位；

S2c：用DMF（N,N-二甲基甲酰胺）、DMSO(二甲亚砜)或甲苯溶剂分别溶解甲基乙烯基咪唑苯甲酸，待对羟基苯甲酸与TbCl₃.6H₂O反应完成后，将充分溶解的甲基乙烯基咪唑苯甲酸溶液倒入滴液漏斗中，控制5-15秒/滴的滴速，使其与已经和对羟基苯甲酸配位后的铽离子进行配位反应；

S2d：步骤S2c的配位反应结束后，去除所有溶剂，然后重淀纯化产物后减压抽滤，将加压抽滤后的产物，放置真空干燥箱中60^oC真空干燥过夜，即得三元铽配合物单体。

利用旋蒸仪除去溶剂，利用乙酸乙酯、无水乙醇、去离子水重沉淀纯化产物后减压抽滤。

将加压抽滤后的产物，放置真空干燥箱中60^oC真空干燥过夜。

三元铽配合物单体的合成路线为：

。

作为优选，步骤S2b和S2c的反应过程中加入向三口烧瓶中加入氨水，使反应环境呈的pH值呈中性。稀土元素的配位反应的PH呈中性时最佳。因此，我们在三口烧瓶中加入了恰好能中和羧基的氨水。

为实现上述第二个目的，本发明采用如下技术方案：一种三元铽配合物单体-MMA共聚物发光材料，其分子式为：

。

上述三元铽配合物单体-MMA共聚物发光材料的制备方法，所述三元铽配合物单体为上述的三元铽配合物单体；

S4a：该反应为自由基共聚，要求反应条件为无水无氧，因此在反应之前我们要对溶剂进行除水处理，利用甲醇对引发剂AIBN（偶氮二异丁腈)进行重结晶；

S4b：用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲亚砜)或甲苯溶剂分别溶解三元铽配合物单体，按三元铽配合物单体与MMA的摩尔比为1-10:100，引发剂AIBN占引发体系总质量的0.5-1%；

S4c：将步骤S4a和S4b的样品按比例倒入聚合管中，充分溶解，在聚合管中进行反应，整个反应过程用惰性气体保护；

将称取好的样品倒入聚合管中，利用超声清洗仪的震动作用，使引发体系充分溶解，加入磁力搅拌子，利用三通管，抽净聚合管中的空气，通入惰性保护气氩气后，封紧聚合管，在50～85^oC条件下，反应20～60h。由于所制备发光聚合物不溶于甲醇，故利用甲醇重沉淀纯化聚合物。

S4d：将步骤S4c得到的产物放置真空烘箱红60^oC真空干燥过夜，即得三元铽配合物单体-MMA共聚物发光材料。

所得共聚物粉末放置真空烘箱红60^oC真空干燥过夜，得目标产物。

三元铽配合物单体-MMA共聚物发光材料的合成路线为：

。