[發明專利]一種稀土Nd配合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710362349.3
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107417713A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 劉宣文;郭瑞;王仁超;房昭;葉志奇;李鑫;杜雨宸
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C09K11/06
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)21234
• 代理人: 俞魯江

技術領域

本發明涉及金屬-有機配合物熒光材料技術領域，具體涉及一種稀土Nd配合物及其制備方法和應用。

背景技術

配位化學不僅成為了無機化學的主流學科，而且與有機化學、物理化學、材料化學、分析化學、高分子化學、生物化學等其它學科間的聯系也越來越緊密，配位化學已經在學科之間相互融合，并且滲透其中成為了眾多學科的融合交叉點，并凸顯出自身的獨特性與新穎性。但是由于配合物的種類繁多，配位方式復雜多變，在同一配合物中可能同時存在經典配體與非經典配體，或者既有單齒配體又有多齒配體，因此分類方法不能一概而論。

吡啶羧酸類配體同時具有配位O原子和配位N原子，由于二者配位功能的不同，因此可以和不同種類的金屬原子進行配位，同時，羧基中的兩個O原子可以產生多種配位模式，還有可能因為羧基的去質子化程度不同而帶來其他附加的配位模式，因此對羧酸類配體而言，尤其是對剛性的芳香族多羧酸配體而言，他們被大量應用于配合物的合成。

羧酸類配體相對于其他含O的配體來說，具有如下特點：(1)羧酸類配體具有相對強大的橋聯能力，可以采取單齒配位方式、雙齒配位方式、三齒配位方式及四齒配位方式等多種不同的橋聯模式；(2)根據去質子化程度的不同，羧酸類配體可作為氫鍵的給體或受體，以氫鍵作用力作為驅動力生成配合物；(3)羧酸類配體有較好的剛性，因此有利于合成具有規則的拓撲結構的多孔配合物。

我國是稀土資源大國，稀土資源占世界儲量的80％，在稀土研究方面占有得天獨厚的優勢。稀土離子因為其獨特的配位性質引起大家的廣泛關注和研究興趣，稀土及其金屬配合物在現今社會的各個領域中具有廣泛的應用和深入的研究，比如在醫學中對腫瘤的抑制作用；具有特殊性能的發光材料在分析化學、生物、醫藥、催化、磁性及電學性能具有巨大的應用潛力和良好的發展前景，這使得對配合物的研究成為了“晶體工程”中一個十分活躍的研究領域。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明采用水熱法制備一種稀土Nd配合物，以吡啶羧酸根與醋酸根作為橋聯配體，把Cu和Nd鏈接在一起形成三維網狀結構，具有較高的穩定性，晶體收得率高，并且在近紅外范圍內具有較好的熒光發光性。

具體技術方案如下：

一種稀土Nd配合物，分子式為[Nd₂Cu₂(3,4-pdc)₄(OAc)₂(H₂O)₁₀]·13H₂O，其中，3,4-pdc為3,4吡啶二羧酸根，OAc為醋酸根；所述稀土Nd配合物中3,4吡啶二羧酸配位形式為螯合配位和單齒配位，配位方式為兩種：(1)吡啶上的一個羧基與Nd采取螯合配位，另一個羧基與Cu采取單齒配位：

(2)吡啶上的羧基分別與Nd和Cu采取單齒配位，吡啶環上的N原子與Cu配位：

所述稀土Nd配合物為單斜晶系，空間群為P1₁/n,晶胞參數為

Z＝2，其中a、b、c分別指a軸、b軸、c軸，為長度單位，Z表示一個晶胞含有的分子個數。

一種稀土Nd配合物的制備方法，以銅的可溶性鹽、釹的可溶性鹽、3,4-吡啶二羧酸和醋酸鈉為原料，采用水熱法制備，具體制備步驟如下：

(1)將銅的可溶性鹽和釹的可溶性鹽溶解于乙醇中，制備成溶液A；將有機配體3,4吡啶二羧酸溶解于蒸餾水中，制備成溶液B；其中,銅的可溶性鹽、釹的可溶性鹽與3,4吡啶二羧酸的摩爾比為1:1:2，乙醇的用量為混合液摩爾量的5～10倍，蒸餾水的用量為混合液摩爾量的20～30倍；

(2)將溶液A、B混合，以濃度為0.5～2mol/L的堿液調整溶液的pH＝10，加入與銅的可溶性鹽等摩爾比的醋酸鈉，制備成溶液C；

(3)將溶液C置于水熱反應釜的聚四氟乙烯內膽中，在150℃～200℃的溫度下恒溫反應24小時，置于空氣中冷卻至室溫；

(4)待溶液體系穩定后將所得混合溶液進行過濾，用水洗滌2～4次，得到稀土Nd配合物晶體。

所述銅的可溶性鹽和釹的可溶性鹽為醋酸鹽、硝酸鹽或硫酸鹽中的一種。

所述堿液的溶質為三乙胺，溶劑為乙醇。

所述稀土Nd配合物應用于熒光材料領域。

本方法的優點是：

1、本發明制備的稀土Nd配合物具有三維空間結構，有較高的穩定性，晶體收得率高。