[发明专利]有机稀土发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及发光材料技术领域，具体公开了有机稀土发光材料及其制备方法和应用。本发明的有机稀土发光材料包括通过配位作用结合的高分子配体、稀土离子和小分子配体，所述高分子配体为氨基取代1,10‑邻菲罗啉与多糖的接枝物。本发明制备的有机稀土发光材料利用多糖骨架“锚定”和稀释的协同效应，有效抑制了有机稀土因聚集导致的发光性能下降。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，特别涉及有机稀土发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

稀土金属是宝贵的战略资源，因具有优异的发光特性被称为发光材料的宝库，具有广泛的工业应用。利用环境友好的生物质资源制备发光性能良好的稀土发光材料，不但具有实现生物质资源高值化利用的意义，而且符合现代绿色化学的发展需求。但稀土发光材料自身易团聚，与生物质材料相容性差，直接共混无法达到均匀分散。

相关技术利用氢键作用将稀土发光材料“锚定”在纤维素上，提高稀土配合物与高分子材料的相容性，降低稀土配合物聚集导致的荧光淬灭。但该方法需要稀土配合物的配体分子与纤维素间形成氢键作用，从而增加了配合物配体分子设计和合成的难度，限制了这一方法的推广应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种有机稀土发光材料，能够有效抑制有机稀土因聚集导致的荧光猝灭，且不需要稀土配合物的配体分子与纤维素间形成氢键作用，容易合成，且结构可控。

同时，本发明还提供所述有机稀土发光材料的制备方法和应用。

具体地，本发明采取如下的技术方案：

本发明的第一方面是提供一种有机稀土发光材料，包括通过配位作用结合的高分子配体、稀土离子和小分子配体，所述高分子配体为氨基取代1,10-邻菲罗啉与多糖的接枝物。

本发明利用氨基取代1,10-邻菲罗啉接枝多糖形成的高分子配体与稀土离子进行配位，使得多糖与稀土离子之间可通过配位作用结合，将稀土离子“锚定”在多糖骨架上，同时利用多糖的稀释效应，有效抑制了有机稀土因聚集导致的荧光猝灭。同时通过设计小分子配体的分子结构达到调控有机稀土发光材料发光性能和稳定性的目的。所述有机稀土发光材料不需要使稀土配合物的配体分子与纤维素间必须形成氢键作用，容易合成。

在本发明的一些实施方式中，所述稀土离子包括铕、铽、钕、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的任意一种的离子。

在本发明的一些实施方式中，所述稀土离子与高分子配体、小分子配体的比例为1mmol：2～30g：0.2～3g，优选1mmol：3～25g：0.2～2g，更优选1mmol：4～20g：0.4～1g，进一步优选1mmol：8～20g：0.5～0.8g，更进一步优选1mmol：15～20g：0.6～0.7g。

在本发明的一些实施方式中，所述高分子配体中，所述氨基取代1,10-邻菲罗啉通过二异氰酸酯与多糖进行接枝。二异氰酸酯在氨基取代1,10-邻菲罗啉与多糖之间起到桥梁的作用，使二者进行接枝取代。其中氨基取代1,10-邻菲罗啉中的氨基可与二异氰酸酯中的—NCO形成—NHCONH—键；而多糖含有—OH，通—OH可与—NCO形成—NHCOO—键。

在本发明的一些实施方式中，所述二异氰酸酯包括芳香族二异氰酸酯(例如甲苯二异氰酸酯TDI、二苯甲烷二异氰酸酯MDI、1,5-萘二异氰酸酯NDI、二甲基联苯二异氰酸酯TODI)、脂肪族二异氰酸(六亚甲基二异氰酸酯HDI、2,2,4-三甲基己二异氰酸酯TMDI、间苯二甲基异氰酸酯XDI)、脂环族二异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、甲基环己烷二异氰酸酯HTDI)中的至少一种。