[發明專利]一種發光稀土金屬配合物及其制備的可調性發光納米薄膜

無效

• 申請號: 200810027581.2
• 申請日: 2008-04-22
• 公開（公告）號: CN101260295A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 潘梅;蘇成勇;鄭祥禮;劉煜;李浩德
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明涉及一種發光稀土金屬配合物及其制備的可調性發光納米薄膜。

背景技術

具有納米尺寸的超分子配位聚合物及其復合材料因為兼備了納米材料和金屬-有機配位超分子的結構特征，因此在性質和功能方面具有其他材料所不具備的兼容性，在線性與非線性光學、電學、磁學、催化與吸附以及生物活性等方面具有潛在的應用價值。其中，稀土超分子配合物既具有稀土離子獨特的光學特性，又能借助有機配體吸收光能后的能量轉移而大大增強發光效率，并可通過配體的修飾等實現材料發光波段的可調控性，因而在發光材料的領域中開辟了一片嶄新的天地。將其制備成具有納米結構的功能組裝體，并通過體系微結構與宏觀性質之間構效關系的調節，實現體系中功能納米單元的尺寸、形狀、組成、結構和排列的人為控制，則可能在納米尺寸的發光器件、光子晶體、熒光探針等新型納米器件的制備方面奠定基礎。

近年來，國內外科學家在白光或可調性發光納米薄膜材料領域開展了一系列的工作，但目前大多集中在有機發光納米材料上。因為受到有機材料本身特性的限制，在發光強度、可調性、熱穩定性等方面都存在一定的缺陷。與之相比較，若能制備得到發光可調性稀土金屬配合物的納米復合薄膜，則將在應用方面具有更大的潛力。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術當中存在的問題，提供能發射明亮紅、綠、藍光的稀土金屬配合物。

本發明所述的發光稀土金屬配合物具有如下結構：

R為CH₃CH₂-或CH₃CH₂CH₂-或CH₂＝CHCH₂-。

Ln為稀土金屬。稀土金屬是銪、鋱或鈰。

本發明所述的發光稀土金屬配合物是由稀土金屬離子與三腳架類配體NTB(N-substituted?tris(N-alkylbenzimidazol-2-yl?methyl)amine)絡合形成，結構穩定，三腳架類配體可以有效的利用三腳掛臂和中心的配位N原子將稀土離子包裹在內，形成優良的配位場發光環境。通過配體的修飾、抗陰離子及輔助配體的協同作用，NTB配體與Eu³⁺、Tb³⁺、Ce³⁺三種稀土金屬離子絡合，分別得到發出明亮的紅、綠、藍光的超分子配合物。

本發明的另一個目的是提供上述稀土金屬配合物的制備方法，包括如下步驟：

a、將NTB類配體溶于乙醇中；b、緩慢加入稀土鹽的乙醇溶液；c、混合溶液經過靜置、過濾、洗滌、干燥后得到發光的稀土金屬配合物；所述的稀土鹽是Eu(ClO₄)₃、Tb(ClO₄)₃或Ce(ClO₄)₃。

所述的洗滌是用乙醇和乙醚順次洗滌。

本發明的又一目的是提供一種具有可調性的發光納米薄膜，其由如下方法制備而成：

a、將權利要求1所述發光稀土金屬配合物溶解于乙腈和乙醇的混合溶液中，乙腈和乙醇的體積比為1∶1，制得以稀土金屬離子總摩爾數計算的濃度為10^-3mol/l的溶液；

b、按稀土金屬離子總摩爾數∶鈦酸四丁酯摩爾數＝1∶6的比例向步驟a制得的溶液中加入鈦酸四丁酯，經水解和陳化后，得到前驅體溶膠；

c、將配制好的前驅體溶膠滴到基片上，以3000-3500轉/分鐘的甩膠，持續時間20-25秒，得到前驅體膜；

d、將前驅體膜在70℃-80℃溫度下烘烤20-30分鐘，制得基于紅、綠、藍光稀土金屬配合物的可調性發光納米薄膜。

所述的制備方法是利用溶膠-凝膠法，由三種稀土金屬配合物制備得到尺寸和形貌均勻的納米復合薄膜材料，并通過三種稀土金屬配合物間比例的調配和分子間的能量傳遞作用，實現白光或視覺上連續可調波段的納米復合薄膜，其實現可調性發光的原理可參照下圖中國際照明委員會規定的色度模型。實際操作過程中，在制備的Eu/Tb配合物納米復合薄膜中，當Eu/Tb的比例逐漸減小時，肉眼觀察到的顏色可從Eu發射的純正紅色變化到中間色黃色，最后變化到Tb發射的純正綠色。因此，若采用Eu、Tb、Ce三種配合物的復合薄膜材料，則可以實現白光和任意視覺上連續可調顏色的發光。

與現有技術相比，本發明克服了現有技術的缺陷，有以下有益效果：