[发明专利]一种三联吡啶衍生物功能化的稀土铕介孔杂化发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种三联吡啶衍生物功能化的稀土铕介孔杂化发光材料及其制备方法和应用，属于稀土介孔光化学传感材料技术领域。本发明通过原位合成的方法将三联吡啶衍生物共价键嫁接到介孔杂化材料中，得到三联吡啶衍生物功能化的介孔杂化材料；然后再通过配体交换反应得到三联吡啶衍生物功能化的稀土铕介孔杂化发光材料。本发明提供的制备方法使所得发光材料在分子的水平上实现了有机与无机基质之间的嫁接，且可操作性强，重现性好，无需催化剂等，成本低廉，且所得发光材料的机械性能和热稳定性好，特征发射强度大，对铜离子具有灵敏的选择性。

技术领域

本发明涉及稀土介孔光化学传感材料技术领域，特别涉及一种三联吡啶衍生物功能化的稀土铕介孔杂化发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

铜是人体必需的微量营养矿物质，与人体健康关系密切，它是机体内蛋白质和酶的重要组成部分，而且参与和活化许多重要的酶，对于维持身体健康和器官的正常运行具有非常重要的作用。人体缺乏铜会引起贫血、动脉异常、脑障碍等，铜含量过剩，会引起肝硬化、腹泻、运动障碍和知觉神经障碍等。因此，设计与合成对铜离子具有选择性识别功能的材料具有非常重要的意义。

由于光化学传感材料具有高灵敏度、可实时识别及方便快捷等优越性，光化学传感材料在阳离子识别中得到迅速发展。其中稀土配合物特别是稀土铕配合物，具有稀土元素的发射谱带窄、色纯度高、荧光寿命长的特点。因此，新型的稀土荧光传感器越来越受到研究工作者的关注。目前国内外已经有大量相关的文献报道，并且部分结果已经实现商业应用。

但是，目前的稀土荧光化学传感器大都是单纯的稀土配合物发光材料，存在光热稳定性较差、机械性差的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种三联吡啶衍生物功能化的稀土铕介孔杂化发光材料及其制备方法和应用。本发明提供的三联吡啶衍生物功能化的稀土铕介孔杂化发光材料机械性好，热稳定好，且对铜离子响应非常灵敏。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种三联吡啶衍生物功能化的稀土铕介孔杂化发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在氮气保护条件下，将三联吡啶衍生物和氯化亚砜混合进行取代反应，得到酰氯中间体；所述三联吡啶衍生物为三联吡啶羧酸衍生物；

(2)将所述酰氯中间体、有机溶剂、胺和有机硅烷偶联剂混合进行羧合反应，得到前驱体；

(3)将所述前驱体、硅源、模板剂、水和盐酸混合后依次进行保温处理和水热反应，将所得水热反应产物中的模板剂去除，得到三联吡啶衍生物功能化介孔杂化材料；

(4)将所述三联吡啶衍生物功能化介孔杂化材料和二元铕配合物在醇溶剂中进行配体交换反应，得到三联吡啶衍生物功能化的稀土铕介孔杂化发光材料。

优选的，所述步骤(1)中的三联吡啶衍生物包括4'-对苯氧乙酸-2,2':6',2'三联吡啶、4'-对苯甲酸-2,2':6',2'三联吡啶、4'-邻苯氧乙酸-2,2':6',2'三联吡啶或4'-邻苯甲酸-2,2':6',2'三联吡啶；

所述三联吡啶衍生物和氯化亚砜的摩尔比为1:(100～300)。

优选的，所述步骤(1)中取代反应的温度为60～75℃，时间为5～10h。

优选的，所述步骤(2)中的有机溶剂包括氯仿、N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃中的一种或几种；

所述有机硅烷偶联剂包括3-氨丙基三乙氧基硅烷或3-氨丙基三甲氧基硅烷；

所述胺包括二乙胺、三乙胺、丁二胺和己二胺中的一种或几种；

所述酰氯中间体、胺和有机硅烷偶联剂的摩尔比为1:(1～2):(1～1.5)。