一種單稀土摻雜離子膠體白光材料的製備方法與流程

2023-06-07 09:52:36

本發明涉及一種白光材料，具體涉及一種摻雜稀土銪配合物的聚合離子膠體白光材料及其製備方法。

背景技術：

稀土元素由於具有獨特的發光特性，一直以來都是發光材料的首選研究對象。以稀土元素製備的發光材料多種多樣，其中利用最為廣泛的是日光燈燈管使用的三基色螢光粉，近年來，隨著發光材料應用領域的多樣化，人們提出了各種各樣的新型稀土發光材料，稀土雜化發光材料就是其中一種多元體系複合的新型稀土發光材料。為了提高稀土雜化材料的發光效率，最有效的方法就是引入適當的有機配體與稀土離子配位，引入的有機配體通過「天線效應」（分子內的能量傳遞），敏化中心離子發光，可以有效的增強稀土離子的螢光性能，並降低稀土元素的使用量。基於這種思路，在過去的幾十年中，國內外各大稀土發光材料研究團隊設計與合成了形形式式的稀土雜化發光材料。其中以發紅光的稀土銪雜化材料和綠光的稀土鋱雜化材料研究最為集中，同時也有許許多多的研究目光投向了利用稀土元素合成新型白光材料，以期製造能耗更低，量子效率更高，消耗稀土更少的白光材料。但是一般的稀土白光材料，往往都是需要兩種或者三種稀土元素的相互配合，在製備之時需要將多種稀土元素的比例進行多次調整才能實現較好的白光效果，因此到目前為止真正實現商用的稀土雜化白光材料較為少見。為了實現單稀土白光材料，通用的思路就是找一種本身有螢光性能的基質材料讓其和某種稀土元素的發光互補從而實現構築白光材料的目的。

離子膠體是近年來材料研究領域興起的一個研究熱點，它是以離子液體為主要原料進行組裝製備的膠體材料，由於其繼承了離子液體良好的導電能力，因此備受電化學、光電材料等研究人員的重視。近年來，以離子液體和稀土元素構築而成的稀土離子膠體發光材料也受到了發光材料研究人員的重視，國內外許多科研團隊也合成了多種多樣的稀土離子膠體發光材料，且都具有較好的螢光性能。這種新型的稀土離子膠體發光材料，可兼具稀土獨特的光學性質和離子液體的導電性能，對研究新型光電材料來說有著重要的意義。

技術實現要素：

本發明基於上述背景，提出了一種單稀土銪配合物摻雜的聚合離子膠體白光材料及其製備方法。

本發明的主要特徵在於選用具有螢光特徵的聚合型離子液體作為溶劑和單體，摻入聚合型稀土銪三元配合物，在一定條件下共聚，然後除去溶劑並將產物在一定條件下烘乾即可得到白光型離子膠體螢光材料。

具體技術方案如下：

1、將1-乙烯基咪唑與正溴丁烷按一定比例混合，於一定溫度下反應一段時間，反應物經過純化後即可得1-乙烯基-3-丁基咪唑氯鹽。將所得1-乙烯基-3-丁基咪唑氯鹽與四氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽或雙三氟甲基磺醯亞胺鋰等進行離子交換即可獲得聚合型室溫離子液體。

2、將稀土銪氯化物、b二酮類配體與聚合型配體（如丙烯酸等）在溶液中進行配位，產物經過洗滌、純化、乾燥後即可得聚合型稀土配合物。

3、將聚合型離子液體和聚合型稀土銪配合物按一定比例溶解於dmf中，並按一定比例加入熱引發劑，超聲分散，除氧氣，熱引發聚合。反應結束後除去溶劑，然後將產物在一定溫度下真空乾燥即可得白光型離子膠體螢光材料。

相對於現有技術，本發明的有益效果主要體現在提供了一種簡單有效的單稀土白光材料和技術，本發明的實驗條件溫和可控，實驗條件簡單、易重複，很容易實現工業化生產，同時只用到了一種稀土元素，且稀土用量較少，可有效控制產品的成本，同時本發明描述的白光離子膠體在光、電材料研究領域也大有用途。

附圖說明

圖1為實施例1的產品在紫外光照射下的發光效果示意圖。

圖2為實施例1的產品所測螢光發射數據對應的cie示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步說明，但本發明所描述的內容並不局限於此。

實施例1：

1、將50gn-乙烯基咪唑和60g氯代正丁烷加入250ml的圓底燒瓶中，70℃恆溫水浴下攪拌回流反應72h，反應完畢自然冷卻，再放入冰箱中兩相分離，然後加入乙酸乙酯進行3次洗滌，經旋轉蒸發除去殘留的乙酸乙酯，於真空乾燥箱中60℃下乾燥至恆重，得略顯淡黃色粘稠液體，即目標物氯化1-乙烯基-3-丁基咪唑氯鹽.將1-乙烯基-3-丁基咪唑氯鹽加到單口燒瓶中,加入稍過量等摩爾的四氟硼酸鈉。以甲醇為溶劑,室溫下,磁力攪拌24小時,用漏鬥濾出反應液,減壓蒸餾除去濾液中的甲醇,加入二氯甲烷,過濾,除去析出的白色固體,濾液經減壓蒸餾出二氯甲烷,剩餘產物在40℃真空乾燥既得聚合型離子液體。

2、配一氯化銪的乙醇溶液，加入三倍當量的tta乙醇溶液，60℃下油浴攪拌，反應1小時，加入一倍當量丙烯酸鈉乙醇溶液，用乙醇鈉調節ph至7，反應4-5小時，冷卻，加入去離子水促沉，過夜陳化，過濾分離，環己烷洗滌，真空乾燥，既得聚合型銪配合物。

3、將聚合型離子液體1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸鹽和聚合型銪稀土配合物按一定（100：1）溶解於dmf中，攪拌，加入aibn（3%），超聲分散10min，抽真空，充氮氣（重複三次）。然後將體系置於油浴鍋上60攝氏度下攪拌反應20h，隨後終止反應，離心除去dmf，並用環己烷多次洗滌除去未反應的小分子，然後將產物在70攝氏度下真空乾燥，即得到目標材料。

實施例2：

1、將50gn-乙烯基咪唑和60g氯代正丁烷加入250ml的圓底燒瓶中，80℃恆溫水浴下攪拌回流反應72h，反應完畢自然冷卻，再放入冰箱中兩相分離，然後加入乙酸乙酯進行3次洗滌，經旋轉蒸發除去殘留的乙酸乙酯，於真空乾燥箱中60℃下乾燥至恆重，得略顯淡黃色粘稠液體，即目標物氯化1-乙烯基-3-丁基咪唑氯鹽。將1-乙烯基-3-丁基咪唑氯鹽加到單口燒瓶中,加入稍過量等摩爾的六氟磷酸鉀。以乙醇為溶劑,室溫下,磁力攪拌10小時,用漏鬥濾出反應液,減壓蒸餾除去濾液中的乙醇,加入二氯甲烷,過濾,除去析出的白色固體,濾液經減壓蒸餾出二氯甲烷,剩餘產物在40℃真空乾燥既得聚合型離子液體。

2、配一氯化銪的乙醇溶液，加入三倍當量的tfa乙醇溶液，60℃下油浴攪拌，反應1小時，加入一倍當量丙烯醯胺乙醇溶液，用乙醇鈉調節ph至7，反應3小時，冷卻，過夜陳化，過濾分離，環己烷洗滌，真空乾燥，既得聚合型銪配合物。

3、將聚合型離子液體1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸鹽和聚合型銪稀土配合物按一定（150：1）溶解於dmf中，攪拌，加入aibn（5%），超聲分散10min，抽真空，充氮氣（重複三次）。然後將體系置於油浴鍋上70攝氏度下攪拌反應15h，隨後終止反應，離心除去dmf，並用環己烷多次洗滌除去未反應的小分子，然後將產物在70攝氏度下真空乾燥，即得到目標材料。