[發明專利]具有極高熒光量子產率的稀土-鉀雙金屬配合物

有效

• 申請號: 201810777455.2
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN108659023B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 曾承輝;劉旻;李浩然;鄭愷;蔣葉飛;葉清華;李苑;丁立穩;趙永麗
• 申請（專利權）人: 江西師范大學
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C09K11/06
• 代理公司: 南昌華成聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 36126
• 代理人: 黃晶

本發明采用7?氯?6?氟?1?環丙基?1,4?二氫?4?氧?3?喹啉羧酸(L)與稀土鹽反應，采用溶劑熱法，一鍋法合成了稀土?鉀雙金屬配合物晶態材料。制備方法步驟如下：a)將Ln_mX_n(Ln＝三價稀土離子)溶解于溶液中備用；b)將脫質子的7?氯?6?氟?1?環丙基?1,4?二氫?4?氧?3?喹啉羧酸溶液用KOH調節pH后加入到a)溶液中；c)將以上混合溶液置于60℃烘箱中，一段時間后能看到無色塊狀晶體析出；d)將上一步得到的無色塊狀透明晶體過濾晾干。該方法操作簡便，設計合理，操作簡單，快捷，且無需貴重的儀器設備，具有很強的創造性和實用性。并且，所述的稀土?鉀雙金屬配合物晶態材料具有極高熒光量子產率92％，是目前報道的稀土配合物中最高的熒光量子產率數值。

技術領域

本發明涉及鉀修飾的具有極高熒光量子產率的稀土配合物，還涉及利用溶劑熱法合成稀土-鉀雙金屬配合物晶態材料的方法。

背景技術

稀土元素共有17個，包含從原子序數57的鑭(La)到71的镥(Lu)15種元素，加上位于同一ⅢB族的原子序數為21的鈧(Sc)和原子序數為39的釔(Y)。稀土離子具有未充滿的4f電子殼層，所以具有極其豐富的能級，稀土離子的4f殼層間的電子躍遷會產生豐富的吸收和發射現象。

近年來，稀土離子在光纖通信、激光系統及生物熒光探針等方面都顯示出特殊的優點。熒光量子產率是指激發態分子中通過發射熒光而回到基態的分子占全部激發態分子的分數。量子產率取決于輻射和非輻射躍遷過程，即熒光發射、系間跨越、外轉移和內轉移等的相對速率。在文獻記載的方法中，基于發光的方法因其明顯的優點而得到了廣泛的研究。與過渡金屬配合物相比，鑭系配合物具有生物毒性低、光學純度高、發射峰銳利、發光壽命長、上轉換性能好和通過“天線效應”引起的顯著變色等優點。所以稀土離子引起了許多研究者的關注，稀土離子已經成為了研發高性能新型發光材料的重要寶庫。

稀土配合物具有較高的熒光量子產率已有報道，但是，尚未發現稀土-鉀雙金屬配合物具有高達92％的熒光量子產率的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稀土-鉀雙金屬配合物晶態材料及其制備方法，所述的稀土-鉀雙金屬配合物晶態材料具有極高熒光量子產率。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種稀土-鉀雙金屬配合物晶態材料，其特征在于：由稀土(III)元素以及7-氯-6-氟-1-環丙基-1,4-二氫-4-氧-3-喹啉羧酸構筑，稀土-鉀雙金屬配合物晶態材料的分子式為{[LnKL₄(H₂O)₂]·H₂O}_n(Ln＝稀土離子，L＝7-氯-6-氟-1-環丙基-1,4-二氫-4-氧-3-喹啉羧酸)；所述稀土簇合物晶體中的Ln(III)簇合物結晶于三斜晶系P-1空間群：晶胞參數是α＝70.492(3)°～71.1140(4)°，β＝82.688(4)°～89.501(3)°，γ＝69.522(3)°～76.288(3)°，Z＝2。

優選的，所述的稀土(III)元素為Eu(III)、Pr(III)、Tb(III)、Dy(III)、Er(III)或Yb(III)。

本發明中的稀土-鉀雙金屬配合物晶態材料是通過稀土(III)元素與含羧酸芳香烴構筑得到的，具體為稀土(III)元素和7-氯-6-氟-1-環丙基-1,4-二氫-4-氧-3-喹啉羧酸構筑的三維聚合物。構筑方法包括如下步驟：

(a)將Ln_mX_n溶解于溶劑中備用，上式中Ln為三價稀土離子，X為陰離子，m和n為正整數；

(b)將脫質子的7-氯-6-氟-1-環丙基-1,4-二氫-4-氧-3-喹啉羧酸溶液用KOH調節pH后加入步驟(a)中的溶液中；

(c)將以上混合溶液加熱到60-180℃并保持一段時間，得到塊狀無色透明單晶；