[发明专利]一种稀土铕硝酸盐配合物发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种稀土铕硝酸盐配合物发光材料及其制备方法和应用，涉及发光材料技术领域，其技术方案要点是：该稀土铕硝酸盐配合物的化学式为：(RM3HQ)₂KEu(NO₃)₆，其中，RM3HQ为正一价的R‑N‑甲基‑3‑羟基奎宁环醇有机阳离子。本发明中的该配合物属于发光材料，在紫外灯照射下可发射出较强红色荧光。该荧光材料可以在近紫外区、紫光区域被有效激发，在395nm的激发下具有592nm的发射峰，其荧光量子产率为20.76％，发光寿命为4.32毫秒。该配合物可以通过简单的溶液法挥发溶剂合成，制备工艺简单，易于操作，纯相易得。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，更具体地说，它涉及一种稀土铕硝酸盐配合物发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

传统的稀土配合物是指由稀土离子和有机配体构成的物质，它们之间形成配位键，其发光现象早在二十世纪四、五十年代就已经被观察到，主要涉及稀土离子的发光，配体的光谱特性和配体与稀土离子之间的能量传递，其中最重要的是稀土离子的发光。其稀土离子发光，既可利用激发单重态的能量，又可利用配体的激发三重态能量，相对比于受到自旋统计的限制的纯有机荧光发光材料而言，其理论最大内量子效率高。1942年，Weissman就研究发现Eu³⁺在与某些有机配体形成螯合物时，在紫外灯照射下具有极高的发光效率。其原因是Eu³⁺具有⁵D₀→⁷F_J(J＝0,1,2,3,4)跃迁的特性，能够在橙红色以及红色光谱区域产生窄带发射，且色纯度较高，所以利用铕配合物可以得到较为纯正的红光。然而，稀土元素作为亲氧的元素，不仅能和β-二酮、芳香羧酸、大环配体等有机物配位，也能够和高氯酸、硝酸等含氧酸根配位形成无机配合物。

当稀土与硝酸根配位时，极易形成十二配位的二十面体，即三价稀土离子与六个硝酸根以螯合方式配位。此时，稀土离子处于二十面体的中心，其磁偶极跃迁强度大于电偶极跃迁强度。根据宇称选择定则，如果Eu³⁺所处的环境是严格对称的，电偶极跃迁的发生是不被允许的。然而，由于晶格振动，Eu³⁺轻微偏离对称中心，在一定程度上允许电偶极跃迁的发生。稀土配合物的发光波长取决于稀土配位中心，配体仅起微扰作用。因此，利用硝酸根作为配体代替传统稀土配合物中的有机配体，是对稀土配合物体系的有益补充，进一步丰富了稀土配合物体系。

目前，稀土配合物由于发光稳定，在工业、农业、生物学等许多领域都已经获得了应用。其原因是稀土配合物的4f电子处于原子结构内层，4f电子受外层电子的屏蔽，f-f跃迁受外界干扰小，所以配合物荧光稳定。在现有的技术中，工业化生产荧光粉的方法主要采用传统的高温固相法。这种方法的具有晶体质量优良、表面缺陷少、发光效率高等优点，但其缺点也不容忽略，例如合成时能耗高、容易产生杂相等。因此，寻找一种能够通过简单的合成方法获得的高纯度稀土配合物发光材料是极具有意义的。

发明内容

本发明的目的为了解决上述问题，是提供一种稀土铕硝酸盐配合物发光材料及其制备方法和应用，该发光材料在紫外灯照射下可发射出较强红色荧光，可以在近紫外区、紫光区域被有效激发，在395nm的激发下具有592nm的发射峰，其荧光量子产率为20.76％，发光寿命为4.32毫秒。该铕硝酸盐配合物可以通过简单的溶液法挥发溶剂合成，制备工艺简单，易于操作，合成时能耗低，产率高，纯相易得。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种稀土铕硝酸盐配合物发光材料，所述稀土铕硝酸盐配合物的化学表达式为：(RM3HQ)₂KEu(NO₃)₆，其中RM3HQ为正一价的R-N-甲基-3-羟基奎宁环醇有机阳离子；所述的稀土铕硝酸盐配合物为单斜晶系的晶体材料，空间群P2₁，晶胞参数：α＝90.00°,β＝91.22°～91.45°,γ＝90.00°,