[發(fā)明專利]一類單基質(zhì)白光稀土金屬化合物及其合成與應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110348288.8
• 申請日: 2011-11-07
• 公開（公告）號: CN102503967A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鳳;鄭發(fā)鯤;劉廣寧;吳美鳳;郭國聰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C09K11/06;H01L33/50
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一類單基質(zhì)白光稀土金屬化合物[Ln₂(3-tzba)₄(OH)₂(H₂O)₆]·4H₂O的合成與應(yīng)用，其中Ln?=?Sm,?Dy;?3-H₂tzba?=?3-(5-四氮唑)-苯甲酸，完全脫氫后即為3-tzba^2–。

背景技術(shù)

綠色照明是實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個重要方面，已于1996年正式列入我國國家計(jì)劃，其最基本的要求是優(yōu)質(zhì)燈光源，即發(fā)出的光為全色光，所謂全色光，即光譜連續(xù)分布在人眼可見范圍內(nèi)。由于綠色照明具有節(jié)能和環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，白光LED在顯示和照明領(lǐng)域的應(yīng)用正日益受到廣泛的關(guān)注。利用多組份熒光粉或多色LED組裝白光LED常會出現(xiàn)色平衡差、成本高和裝置復(fù)雜等問題。為避免這些問題，單基質(zhì)白色發(fā)光材料已成為當(dāng)前的一個研究熱點(diǎn)，而有關(guān)單基質(zhì)白色發(fā)光材料的報(bào)道還非常少。有目的地設(shè)計(jì)合成單基質(zhì)白色發(fā)光材料依然是個科學(xué)難題。

稀土金屬能發(fā)出較強(qiáng)的熒光，而且其熒光表現(xiàn)出很窄的線狀光譜、很寬的波長（覆蓋從紫外到紅外波段）、較長的熒光壽命等優(yōu)點(diǎn)，因而可開發(fā)成為光功能轉(zhuǎn)換和熒光材料。例如可用于制成光功能轉(zhuǎn)換器件和涂料等，而且在發(fā)光二極管、微量分析、防偽材料、生物探針和分子識別等方面也發(fā)揮重要作用。但由于稀土金屬f–f組態(tài)躍遷是光譜選率禁阻的，要通過直接激發(fā)稀土金屬而導(dǎo)致其發(fā)光，幾乎是不可能的。為此，必須要尋找合適的發(fā)色團(tuán)，它能夠具有較強(qiáng)的吸收能力，而且能把吸收的能量有效地傳遞給稀土金屬的激發(fā)態(tài)而導(dǎo)致發(fā)光，這種把發(fā)色團(tuán)吸收的能量傳遞到稀土金屬，使稀土金屬發(fā)光效果增強(qiáng)的現(xiàn)象，稱為“天線效應(yīng)”，該發(fā)色團(tuán)稱為敏化劑。我們選用3-(5-四氮唑)-苯甲酸（H₂tzba，脫氫后即為tzba^2–），因其自身特性而有可能作為熒光發(fā)光的敏化劑：（1）存在電子共軛體系和強(qiáng)的π–π*吸收躍遷，表現(xiàn)出豐富的電子轉(zhuǎn)移行為，本身即可發(fā)射較強(qiáng)的熒光，在發(fā)光、磁性和半導(dǎo)體等材料領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景；（2）三重態(tài)能量合適，接近或略高于許多稀土金屬的第一激發(fā)態(tài)的能量。因此，用合適波長的光激發(fā)，其可表現(xiàn)為自身發(fā)光或作為熒光發(fā)光敏化劑，誘導(dǎo)稀土金屬激發(fā)態(tài)而導(dǎo)致發(fā)光，實(shí)現(xiàn)材料發(fā)光的可調(diào)性，制備優(yōu)質(zhì)的單基質(zhì)白色發(fā)光材料。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的就在于選擇3-(5-四氮唑)-苯甲酸作為熒光發(fā)光的敏化劑制備單基質(zhì)白光稀土金屬化合物，其技術(shù)方案如下：

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

1．?一類單基質(zhì)白光稀土金屬化合物，其特征在于：該化合物為[Ln₂(3-tzba)₄(OH)₂(H₂O)₆]·4H₂O，分子式為C₃₂H₃₈N₁₆O₂₀Ln₂，其中Ln=?Sm或?Dy，3-tzba為去質(zhì)子化后的3-(5-四氮唑)-苯甲酸負(fù)二價離子；當(dāng)Ln=Sm時，化合物晶體的單胞參數(shù)為：空間群為P–1,?a?=?9.130(6)??,?b?=?12.040(7)??,?c?=?12.242(9)??,?a?=?117.12(2)?°,?b=?98.12(4)?°,?g?=?99.36(3)?°,?Z?=?1,?單胞體積V?=?1145.7(13)??³；當(dāng)Ln=Dy時，化合物晶體的單胞參數(shù)為空間群為P–1,?a?=?9.155(2)??,?b?=?11.928(3)??,?c?=?12.131(4)??,?a?=?117.229(9)?°,?b=?98.13(2)?°,?g?=?99.496(15)?°,?Z?=?1,?單胞體積V?=?1125.7(5)??³。

2．?一種項(xiàng)1的單基質(zhì)白光稀土金屬化合物的制備方法，其特征在于：采用原位反應(yīng)、水熱合成兩步反應(yīng)進(jìn)行制備。