[發明專利]一種聚甲基丙烯酸功能化稀土高分子復合發光材料的制備方法

無效

• 申請號: 201010534113.1
• 申請日: 2010-11-08
• 公開（公告）號: CN102002358A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 閆冰;王小龍;王暢;李亞娟
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C08F220/06;C08F230/08;C08K3/28;C08K3/36
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

????本發明屬于稀土高分子復合發光材料制備技術領域，具體涉及一種聚甲基丙烯酸功能化稀土高分子復合發光材料的制備方法。

背景技術

隨著科學技術的迅猛發展，人們對材料各方面性能的要求也隨之不斷提高。傳統材料已越來越不能滿足人們的需求。近年來，隨著復合材料的出現和發展，人們的這些需要正不斷地得到滿足。復合材料的最大優點在于它能復合幾種不同材料的優點，這就大大的擴大了材料在實際中的應用范圍。

稀土元素具有特殊的電子層結構，因此表現出優異的光學性能。我國具有豐富的稀土戰略資源，產量和儲量均位于世界首列，因此對稀土發光材料的研究對整個國家和社會都有著非常重要的意義。由于稀土離子的f-f躍遷是禁阻的，其在可見和紫外區域都表現出很弱的吸收，這就大大影響了其光學性能。稀土配合物雖然能在一定程度上克服這個弱點，但純的稀土配合物往往存在光、熱穩定性較差的缺點，這就限制了其在實際生活中的應用。無機基質具有良好的光、熱及化學穩定性，因此，將二者復合，制備稀土復合材料就能大大拓展稀土作為光學材料在實際中的應用。高分子聚合物具有優良的韌性、光學透明性和易加工成型等特點，進一步將高分子復合到上述材料中制備稀土高分子復合發光材料，不僅可以增加材料的可加工性能，研究證明高分子的引入也能提高材料的發光性能，同時材料的熱穩定性也能得到很大的提高。目前國內外已經有了相關的文獻報道。稀土高分子復合材料也被認為具有在許多方面的潛在應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚甲基丙烯酸功能化稀土高分子復合發光材料的制備方法。它將稀土配合物通過共價鍵和配位鍵的方式嫁接到了高分子和無機基質中，從而在分子的水平上實現了有機與無機以及高分子基質之間的組裝，制備出了一種稀土高分子復合發光材料，并對其耐熱、發光、量子產率等性能進行了研究。

本發明提出了聚甲基丙烯酸功能化稀土高分子復合發光材料的制備方法，具體步驟如下：?

（1）功能高分子的制備：

將兩種高分子單體溶解于有機溶劑后，置于燒瓶中，然后加入適量的引發劑過氧化苯甲酰，加熱至70－80℃，在氮氣保護下反應9-11h，冷卻，蒸干有機溶劑和未參與反應的高分子單體，即得到一種功能高分子；兩種高分子單體質量之和與引發劑過氧化苯甲酰的質量比為100：1；

（2）稀土有機/高分子配合物的制備：

?將步驟（1）所得的功能高分子溶于有機溶劑后，置于燒瓶中，將溶有稀土硝酸鹽的乙醇溶液逐滴滴入到燒瓶中，然后加入適量的有機小分子配體，控制溫度為20－30℃，反應4.5-5.5小時，步驟(1)所得功能高分子、稀土硝酸鹽和有機小分子配體的摩爾比為1：1：2；

（3）溶膠-凝膠過程：

向步驟（2）所得的稀土有機/高分子配合物中加入正硅酸乙酯和去離子水，調節溶液的pH值為6-7，在20-4O^oC?溫度下水解縮聚反應9-11小時，直到生成固體凝膠；其中：稀土有機/高分子配合物、正硅酸乙酯與去離子水的摩爾比為1：6：12；?????（4）老化和干燥處理：?????將步驟（3）所得的凝膠在65-80℃?的溫度下老化4-8天，然后用無水乙醇洗滌，干燥，即得所需產品。

本發明中，步驟（1）中所述的兩種高分子單體分別為甲基丙烯酸和乙烯基三甲氧基硅烷。

本發明中，步驟（1）中所述的甲基丙烯酸和乙烯基三甲氧基硅烷的摩爾比為：3:1。

本發明中，步驟（1）中所述的有機溶劑為無水乙醇，步驟（2）中所述的有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺。

本發明中，步驟（2）中所述稀土硝酸鹽為硝酸銪或硝酸鋱，有機小分子配體為1,10-鄰菲啰啉。

利用本發明方法制備得到的稀土高分子復合發光材料，其結構、形貌、組成以及發光性能可分別采用X射線粉末衍射(SAXRD)、掃描電鏡(SEM)、傅立葉轉換紅外光譜儀（FTIR）和熒光光譜儀等進行表征。

本發明提出了一種聚甲基丙烯酸功能化稀土高分子復合發光材料的制備方法。本發明的優點在于：1.?制得的材料的發光效率高，微觀形貌規整，無相分離現象產生，具有很好的熱穩定性和延展性以及易于加工成型等特點。2.?合成方法所需條件溫和，可操作性強，重現性好，且所得產品質量穩定。3.?合成原料易于得到，成本低廉。

附圖說明

圖1為本發明實施例1所得稀土高分子復合發光材料的差熱分析圖。

圖2為本發明實施例1所得稀土高分子復合發光材料的熒光發射光譜圖。

具體實施方式