CN109266328B - 一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种双配体构筑的Eu‑Cu配位聚合物荧光材料及其制备方法，制备得到的Eu‑Cu配位聚合物荧光材料的化学式为[Eu3Cu4Cl3(ina)8(suc)(H2O)4]n，其中n>1，Hina为烟酸，H4suc为丁二酸，属于单斜晶系，空间群为C2/m，晶胞参数为
Figure DDA0001821714280000011
Figure DDA0001821714280000012
β＝98.655(9)°，单胞体积
Figure DDA0001821714280000013
本发明中的Eu‑Cu配位聚合物荧光材料易于制备，配体原料便宜，产率高。该Eu‑Cu配位聚合物荧光材料可用于制作荧光发光器件。

Description

一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料及其制备方法 和应用
技术领域
本发明涉及稀土发光材料领域，具体涉及的是一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料及其制备方法与应用。
背景技术
稀土金属离子具有独特的4f电子层，使得稀土金属离子具有特定的发射波长、窄带发射及发光寿命长等特点，因而具有良好发光性能的稀土金属配位聚合物材料受到大家的广泛关注，并应用在许多重要领域，如光纤通讯、医疗诊断、荧光探针和农业等方面。然而，由于稀土离子的f-f跃迁大部分都属于禁阻跃迁，导致稀土金属配位聚合物光吸收系数小且发光强度极弱，限制了其应用。为了克服这个难题，人们尝试在有机配体的辅助下向体系中引入对光具有强吸收作用的过渡族金属离子，形成稀土-过渡族金属离子配位聚合物，从而增强发光效率。具有d10电子构型的过渡族金属离子与有机配体形成的d-块发色团可降低单独有机配体的三重态能量，有利于d→f能量传递，增强配位聚合物的发光性能。因此，对于稀土-过渡族金属离子配位聚合物荧光材料的研究和探索具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料，能够产生高强度的荧光。
本发明的目的之二在于提供一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法，该方法是在烟酸和丁二酸双配体的协同作用下，引入过渡族金属Cu+离子，形成配位聚合物，增强材料的发光效率，该制备方法简易，配体原料便宜，产率高。
本发明的目的之三在于提供一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的应用。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料，化学式为[Eu3Cu4Cl3(ina)8(suc)(H2O)4]n，其中n>1，Hina为烟酸，H4suc为丁二酸，所述荧光材料属于单斜晶系，空间群为C2/m，晶胞参数为
Figure BDA0001821714260000021
β＝98.655(9)°，单胞体积
Figure BDA0001821714260000022
一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法，是先在室温下，将Eu2O3，CuCl2，烟酸，丁二酸和HClO4加入到去离子水中，搅拌混合均匀，然后密封加热到120～200℃进行反应，保温12～96h，再冷却至室温，最后将反应生成的沉淀物用去离子水洗涤多次后，得到所述Eu-Cu配位聚合物荧光材料
所述Eu2O3、CuCl2、烟酸、丁二酸和HClO4的摩尔比为1∶2～4∶2～4∶2～4∶0.5～1。
所述Eu2O3的摩尔用量和加入的所述去离子水的体积比为1mmol：20～28mL。
一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料用于制作荧光发光器件。
采用上述技术方案后，本发明一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料，能够产生高强度的荧光。
本发明一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法的优点和积极效果为：在烟酸和丁二酸双配体的协同作用下引入Cu+离子，形成配位聚合物，增强荧光材料的发光效率；本发明中的Eu-Cu配位聚合物荧光材料易于制备，配体原料便宜，产率高。
附图说明
图1为[Eu3Cu4Cl3(ina)8(suc)(H2O)4]n的单晶结构图；
图2为[Eu3Cu4Cl3(ina)8(suc)(H2O)4]n的粉末X射线衍射(PXRD)图谱与单晶衍射数据模拟的PXRD图谱的比较图；
图3为[Eu3Cu4Cl3(ina)8(suc)(H2O)4]n的热重分析图；
图4为[Eu3Cu4Cl3(ina)8(suc)(H2O)4]n在295nm激发波长下的发射光谱。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。
实施例1：
1、制备：
一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法：先在室温下，将176mgEu2O3(0.5mmol)，134mg CuCl2(1mmol)，246mg烟酸(2mmol)，118mg丁二酸(1mmol)，50mgHClO4(0.5mmol)和10mL去离子水加入到20mL高压釜中，并搅拌混合均匀形成混合溶液。然后将该混合溶液加热到160℃进行反应，保温36h，再冷却至室温，最后将反应生成的沉淀用去离子水洗涤多次后，得到深黄色柱状晶体，即得该Eu-Cu配位聚合物荧光材料。根据使用的Eu2O3用量计算得到产物的产率为55.6％。
2、荧光材料的结构：
通过单晶X射线衍射实验得到本发明的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的单晶结构。如图1所示，制备得到的荧光材料的化学式为[Eu3Cu4Cl3(ina)8(suc)(H2O)4]n，其中n>1，Hina为烟酸，H4suc为丁二酸。该材料属于单斜晶系，空间群为C2/m，晶胞参数为
Figure BDA0001821714260000041
Figure BDA0001821714260000042
β＝98.655(9)°，单胞体积
Figure BDA0001821714260000043
3、性能测试：
如图2所示，产物的PXRD图谱与单晶衍射数据模拟的PXRD图谱相吻合，说明产物为纯相。通过热重分析(如图3)证明该材料可在温度30～140℃范围内保持稳定，具有较宽温度范围应用的价值。通过荧光光谱分析，如图4所示，该荧光材料在295nm的紫外光照射下，产生高强度的红色荧光(波长为610～620nm)。
4、应用
该双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料用于制作荧光发光器件。
实施例2：
一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法：先在室温下，将176mgEu2O3(0.5mmol)，268mg CuCl2(2mmol)，246mg烟酸(2mmol)，118mg丁二酸(1mmol)，25mgHClO4(0.25mmol)和12mL去离子水加入到20mL高压釜中，并搅拌混合均匀形成混合溶液。然后将该混合溶液加热到200℃进行反应，保温12h，再冷却至室温，最后将反应生成的沉淀用去离子水洗涤多次后，得到深黄色柱状晶体，即得该Eu-Cu配位聚合物荧光材料。根据使用的Eu2O3用量计算得到产物的产率为50.3％。
实施例3：
一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法：先在室温下，将176mgEu2O3(0.5mmol)，201mg CuCl2(1.5mmol)，123mg烟酸(1mmol)，236mg丁二酸(2mmol)，50mgHClO4(0.5mmol)和14mL去离子水加入到20mL高压釜中，并搅拌混合均匀形成混合溶液。然后将该混合溶液加热到120℃进行反应，保温96h，再冷却至室温，最后将反应生成的沉淀用去离子水洗涤多次后，得到深黄色柱状晶体，即得该Eu-Cu配位聚合物荧光材料。根据使用的Eu2O3用量计算得到产物的产率为47.7％。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (5)

1.一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料，其特征在于：化学式为[Eu3Cu4Cl3(ina)8(suc)(H2O)4]n，其中n>1，Hina为烟酸，H2suc为丁二酸，所述荧光材料属于单斜晶系，空间群为C2/m，晶胞参数为
Figure FDA0003046433290000012
β＝98.655(9)°，单胞体积
Figure FDA0003046433290000011
2.如权利要求1所述的一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法，其特征在于：是先在室温下，将Eu2O3，CuCl2，烟酸，丁二酸和HClO4加入到去离子水中，搅拌混合均匀，然后密封加热到120～200℃进行反应，保温12～96h，再冷却至室温，最后将反应生成的沉淀物用去离子水洗涤多次后，得到所述Eu-Cu配位聚合物荧光材料。
3.根据权利要求2所述的一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法，其特征在于：所述Eu2O3、CuCl2、烟酸、丁二酸和HClO4的摩尔比为1∶2～4∶2～4∶2～4∶0.5～1。
4.根据权利要求2所述的一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料的制备方法，其特征在于：所述Eu2O3的摩尔用量和加入的所述去离子水的体积比为1mmol：20～28mL。
5.根据权利要求1所述的一种双配体构筑的Eu-Cu配位聚合物荧光材料在制作荧光发光器件中的应用。
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