[发明专利]具有强荧光的含铝类水滑石及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一类具有强荧光的含铝类水滑石及其制备方法

背景技术：

最简通式为[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]A^n-_x/n.yH₂O]的水滑石(layered double hydroxi-des，LDHs)，其板层内M²⁺为Mg、Ni、Cu或Zn等二价阳离子，M³⁺为同晶的三价阳离子如Al³⁺等，A^n-为层间阴离子如CO₃^2-、Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-或其它有机阴离子。由于M²⁺部分地被M³⁺同晶取代后使水滑石板层带正电荷，插入层间的阴离子以弱化学键与板层相连，以平衡板层上过量的正电荷，并伴有一定数量的水分子填充到层间。由于LDHs的板层阳离子的可替代性以及层间阴离子的可变换性，可将各种无机和有机阴离子、同多和杂多阴离子以及配合物阴离子等插入层内，组装得到超分子结构的层状物，或三价阳离子(Al³⁺)为其他的同晶或近同晶的三价阳离子取代，由此可获得了不同系列插层类水滑石材料(hydrotalcite-like compound，LLDHs)。迄今，各国研究者对LDHs与LLDHs的合成、制备方法，以及在离子交换、吸附、分离、催化、医药等方面进行了的广泛研究与应用探索。

近年来，各种功能性类水滑石的制备与特性研究，尤为受到关注。由于具特殊次电子层结构的稀土以及各种多价、变价过渡金属元素具有各种光、电、磁、催化等功能，因此将稀土及多价、变价过渡金属离子引入水滑石结构中以获得功能性的类水滑石，成为水滑石研究领域的热点之一。2005年段雪等人提出“具有荧光特性的稀土配合物插层水滑石及其制备方法”的专利申请(专利申请号：200510012245.7；公开号：CN1715365A，)，系在水滑石层间通过离子交换引入Eu等稀土离子的氨羧配合物以获得具荧光性的水滑石。此外，L.Latterini等将偶氮类及其它染料通过离子交换插入水滑石层间，获得具有光、电功能的杂化材料。

众所周知，具有良好的热稳定性，宽激发带和高荧光效率的8-羟基喹啉铝(Alq₃)等铝配位螯合物，作为一类综合性能优异的荧光金属配合物，一直是被首选用于发光或显示器件的荧光材料之一，但其难以大面积成膜、成本高等问题至今仍是困扰其进一步应用的难题，而成为研究者关注的焦点。

发明内容：

基于以上研究背景，本发明将镁铝水滑石、锌铝水滑石等含铝水滑石中三价铝离子(Al³⁺)的含量降低，同时将计量的8-羟基喹啉等配体溶解或分散于含铝水滑石层间的硬脂酸根等亲油性阴离子中，使其与均匀分布于水滑石的二价金属氢氧化物板层上的三价铝离子配位，如此，8-羟基喹啉等配体因与铝离子(Al³⁺)的配位作用而“悬挂”于二价金属氢氧化物板层表面上并且各单元被孤立固定于其上，从而组装、形成一种完全不同于8-羟基喹啉铝等铝配位螯合物的特殊配位络合结构，由于该特殊结构具有比游离或“自由”的8-羟基喹啉铝等铝配位螯合物更大的结构不对称性，因而会提高其发光中心的荧光效率；此外，由于其中三价铝离子(Al³⁺)是均匀分散、固定于板层上，因而会有效防止各发光单元因团聚造成的荧光猝灭；同时由于该类水滑石层状结构的保护作用，提高了材料的热稳定性。从而获得与通常无荧光的含铝水滑石不同的一类能发出相应铝配位螯合物强烈荧光的新型高荧光性含铝类水滑石。

本发明的具体内容如下：

1、本发明涉及的一类具有强荧光的含铝类水滑石(Al-LLDHs)，具有如下最简化学式：

[M²⁺_1-xAl³⁺_x(OH)^-1₂]A^n-_x/nD_x/mzB]，