[发明专利]一种稀土基金属有机框架荧光纳米材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种稀土基金属有机框架荧光纳米材料及其制备方法与应用，属于荧光材料领域。该制备方法包括以下步骤：(1)制备稀土盐溶液；所述稀土盐包括两种发光稀土元素和至少一种不发光稀土元素；(2)将稀土盐溶液与配体溶液混合，再进行溶剂热反应，得稀土基金属有机框架荧光纳米材料。本发明的荧光纳米材料的荧光红绿比随不同比例的水‑乙醇体系可在0.79～2.73连续变化，可用于乙醇‑水传感器元件、温度传感器元件、湿度传感器元件、防伪元件等多个领域，解决了当前稀土基金属有机框架荧光传感器仅能改变荧光强度不能改变发光颜色，而荧光强度又受到温度、化学环境等多重因素影响，造成其灵敏度与准确度不高等问题。

技术领域

本发明属于荧光材料领域，具体涉及一种稀土基金属有机框架荧光纳米材料及其制备方法与应用。

背景技术

稀土基金属有机框架材料是一种典型的配合物荧光材料，其具有量子效率高、荧光强度高等特点，在发光材料、传感器、防伪等领域均具有广泛的应用前景和研究价值。目前对于稀土基金属有机框架材料的研究仍集中于固定基本材料研究其性能的阶段，对外界环境改变对稀土基金属有机框架本身材料和结构的改变较少，对其荧光性能的研究更是缺乏。有研究表明，对稀土基金属有机框架材料第二配体的合理调控，可以有效改变稀土基金属有机框架材料的结构和光学性能，有助于提高稀土基金属有机框架材料作为传感器元件应用的灵敏度和准确性，有效提高其潜在的应用价值。

因此，通过对稀土基金属有机框架材料的第二配体的深入研究可以实现可控的、可循环使用的、具有高灵敏度和准确性的乙醇-水传感器。而目前，通过溶剂与稀土间相互作用的传感器通常只能实现荧光猝灭，在灵敏度和准确性上仍有较大缺陷，限制着稀土基金属有机框架材料在水-乙醇传感领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土基金属有机框架荧光纳米材料及其制备方法与应用，拟解决目前稀土基金属有机框架荧光传感器仅能通过荧光猝灭效应实现溶剂成分检测，在灵敏度和准确度上均具有较大缺陷等问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种稀土基金属有机框架荧光纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备稀土盐溶液；所述稀土盐包括两种发光稀土元素和至少一种不发光稀土元素；

(2)制备配体溶液；

(3)将稀土盐溶液与配体溶液混合，再进行溶剂热反应，得稀土基金属有机框架荧光纳米材料。

优选的，所述稀土盐是指铕、铽、镱、钕、铈、镝的乙酸盐、硝酸盐或氯化盐。

优选的，所述发光稀土元素为铕和铽。

优选的，所述配体为均苯三甲酸。

优选的，所述配体溶液中的溶剂为水、丙酮、甲醇、乙醇、DMF及其混合溶液；所述混合溶液的体积比例为1:1～1:20。

优选的，所述混合是在搅拌条件下，将稀土盐溶液滴加进配体溶液中，反应0～3h；所述滴加的速率为1mL/h～20mL/h，所述搅拌的速率为150～400rpm。

不同于常规MOF的制备，本发明通过滴加稀土溶液的方式使得络合过程中均苯三甲酸始终过量，络合作用最强，有利于纳米球形貌的形成，对材料功能的稳定性有较好影响。

优选的，所述溶剂热反应的温度为50～120℃，时间为12～48h。

优选的，所述稀土盐溶液的浓度为0.0001mol/L～0.1mol/L。

优选的，所述溶剂热反应后，将产物溶液在转速为500～2000rpm的条件下离心分离1～10min,得到固相物,再用无水乙醇将得到的固相物洗涤3～5次，得稀土基金属有机框架荧光纳米材料。