[發明專利]一種冠醚類稀土光致變色材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710277220.2
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN106947461B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 伊斐艷;王士成;吳夢柯
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C07D259/00
• 分類號: C07D259/00;C09K9/02;C07F5/00
• 代理公司: 寧波鄞州全方專利商標事務所(普通合伙) 33242
• 代理人: 徐芙姍;胡雅芳

一種冠醚類稀土光致變色材料及其制備方法，包括下述步驟：A、以N?(2?氨乙基)?1,3?丙二胺和間苯二甲醛作為原料制備氮雜冠醚配體；B、以所述氮雜冠醚配體為基礎材料，分散于稀土離子溶液中，制備稀土光致變色材料。本發明一種冠醚類稀土光致變色材料能夠避免受水環境的影響，使水溶液中的稀土離子發光，并且能夠實現顏色可視化轉變并且其制備方法簡單，環保，安全。

技術領域

本發明涉及光致變色材料領域，尤其涉及一種冠醚類稀土光致變色材料及其制備方法。

背景技術

我國是世界稀土資源大國，稀土資源豐富，品種齊全，稀土材料作為重要的戰略材料，在通訊、發光材料和軍工等領域顯示出極其重要的作用，并且稀土光致變色材料在人們生產和生活中用途廣泛，如燈用三基色熒光粉、白光LED熒光粉、X射線感光紙等。稀土光致變色材料相比于其他發光材料具有熒光壽命長，發光穩定，毒性小等優點。

但是水對稀土離子具有明顯的光淬滅效應，所以水溶液中的稀土離子不會顯示其特征發光，因此目前對于稀土光致變色材料的制備基本以高溫固相法為主。如申請號為201410622062.6的中國發明專利公開了一種鹵磷酸鹽可逆光致變色材料及其制備方法，該變色材料的制備方法如下：(1)配料：按照化學比例稱取碳酸鍶，氟化鍶，碳酸鈉，磷酸氫二銨，氧化釔，氧化銪，其他稀土氧化物中選取至少一種為原料；(2)混料：將(1)中稱取所得的各原料在瑪瑙研缽中研磨混合均勻；(3)燒成：將(2)中所得混合物裝入剛玉坩堝中，在馬弗爐內空氣環境中升溫至500～600℃，保溫2～3小時，待自然降至室溫后取出研磨均勻，然后在弱還原氣氛下管式爐中升溫至1050～1150℃，保溫3～4小時；待其自然冷卻至室溫,再次研磨至細即得到光致變色材料。上述變色材料的制備方法復雜，耗能嚴重，利用率低并且此制備方法中具有弱還原氣氛，具有一定的危險性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠避免受水環境的影響，使水溶液中的稀土離子發光，并且能夠實現顏色可視化轉變的光致變色材料及其制備方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種冠醚類稀土光致變色材料，由氮雜冠醚配體和稀土離子配位構成，所述氮雜冠醚配體的結構式如下所示：

冠醚配體能夠與稀土離子配位，使稀土離子避免水環境的影響。

為了使稀土光致變色材料能夠具有兩種顏色，所述冠醚配體與兩種稀土離子配位。

一種冠醚類稀土光致變色材料的制備方法，包括下述步驟：A、以N-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺和間苯二甲醛作為原料制備氮雜冠醚配體；B、以所述氮雜冠醚配體為基礎材料，分散于稀土離子溶液中，制備稀土光致變色材料。

優選地，所述A步驟還包括A1)混料：將所述N-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺和所述間苯二甲醛分別溶于兩份相同的有機溶劑形成兩份有機溶液，并且將兩份溶液混合均勻；A2)反應：攪拌所述A1)步驟中的混合溶液并過濾干燥，制備得到白色沉淀；A3)氫化：將所述A2)步驟中的所述白色沉淀溶解至有機溶劑中，加入硼氫化鈉攪拌，制備得到白色粗產物；A4)提純：將所述A3)步驟中的所述白色粗產物溶于水進行萃取，制備得到氮雜冠醚配體。

為了使原料之間反應完全，提高產率，所述A1)步驟中將加有所述N-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺的有機溶液逐滴加入至加有所述間苯二甲醛的有機溶液中。

優選地，所述B步驟包括B1)將所述氮雜冠醚配體均勻的分散到含有第一稀土離子的水溶液中，制備得到第一稀土離子光致變色材料；B2)在所述含有第一稀土離子的水溶液中引入第二稀土離子，制備得到了以氮雜冠醚為配體的雙離子稀土光致變色材料。

為了使氮雜冠醚配體和第一稀土離子充分反應，所述B1)步驟為將所述氮雜冠醚配體均勻的分散到含有第一稀土離子的水溶液中，超聲30分鐘后靜置24小時后制備得到第一稀土離子光致變色材料。