[发明专利]Eu(Ⅲ)-1,10邻菲罗啉配合物/碳纳米管导电荧光复合材料及其制备

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，涉及一种纳米导电、荧光复合材料，尤其涉及一种以碳纳米管为主体，以Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物为包覆外层的Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管两相导电、荧光复合材料；本发明同时还涉及该Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管导电、荧光复合材料的制备方法。

背景技术

碳纳米管的理想结构是六边形碳原子网格围成的无缝、中空管体，是由二维石墨烯片层卷积而成，两端由半球形的大富勒烯分子封口。碳纳米管由于其独特的准一维管状结构及特有的结构力学、电学和化学性质，成为物理、化学、材料科学和纳米科技领域研究的焦点。根据管壁包含碳原子层数的不同，可将碳纳米管分为多壁碳纳米管(MWCNT)和单壁碳纳米管(SWCNT)。碳纳米管具有很高的轴向强度和刚度，其力学性能明显优于其他晶体材料，碳纳米管的中空无缝管状结构使其具有较低的密度和良好的结构稳定性，使得碳纳米管在复合材料、能量转换、传感器以及催化剂等领域具有诱人的应用前景。

由于电子的量子限域效应的存在，碳纳米管中的电子只能在单层石墨片层中沿着纳米管的轴向运动，使其径向运动受到限制，因此碳纳米管具有独特的电学性质。良好的导电性、化学稳定性和吸光性，使其成为电子或空穴传递的多功能纳米材料，在光电转换材料和器件中越来越多地得到应用。将各种功能的纳米粒子组装在碳纳米管表面，对碳纳米管进行修饰，可制备出具有特殊功能的复合材料。L.Valentini等人将碳纳米管与高分子复合，制备出了具有荧光性能的复合材料，但是其工艺过于复杂，还需要用到Ni-Y作为催化剂，大大提高了实验的成本。Eu(III)是一种具有良好荧光性能的稀土发光材料。早在1963年Wolff就研究了Eu(TTA)₃(TTA为噻吩甲酰三氟丙酮)在聚甲基丙烯酸甲酯中的荧光和激光性质，开创了稀土高分子研究新领域。日本大阪大学足立吟也研究了二价铕Eu²⁺的高分子发光材料。稀土铕的高分子荧光配合物可广泛应用于各种发光材料中。

Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物是一种良好的荧光配合物，具有良好的荧光性能。有鉴于此，我们将Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物和碳纳米管相复合，制备出了同时具备电学性能和荧光性能的Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管导电荧光复合材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管导电荧光复合材料。

本发明的另一目的是提供一种Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管导电荧光复合材料的制备方法。

本发明Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管导电荧光复合材料的制备方法，以乙醇和水为混合溶剂，将1，10邻菲罗啉溶解后，加入硝酸铕溶液，用氨水调节体系的pH为6.5～7.5，，在35～45℃下搅拌反应30～60分钟，然后静置6～8小时，得到含有Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物的混合溶液；再将碳纳米管超声分散于乙醇(95％)中，然后加入上述含有Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物的混合溶液，于室温下搅拌20～24小时，过滤，洗涤，干燥，研磨得到Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管导电荧光复合材料；所述1，10邻菲罗啉的摩尔量为硝酸铕的1～4倍；所述碳纳米管的质量为硝酸铕质量的1～2倍。

所述乙醇和水的混合溶剂中，乙醇和水的体积比为1∶1～1∶2。

所述硝酸铕溶液的浓度为30～60mmol/L。

所述过滤采用微孔滤膜过滤。

所述干燥为于50～60℃下真空干燥。

本发明制备的Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管导电荧光复合材料，Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物均匀分散在碳纳米管表面，并且将纳米碳管完全包覆在内；复合材料中各成分的质量百分比如下：

Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物：40.25～65.20％，碳纳米管：34.8～59.75％。

本发明利用碳纳米管的吸附性能，采用超声分散技术使Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物均匀地包覆在碳纳米管表面，解决了Eu(III)-1，10邻菲罗啉配合物与碳纳米管的复合问题，而且在不影响碳纳米管导电性能的前提下，使复合材料又具备了一定的荧光性能。

下面对本发明制备的Eu(III)-1，10邻菲罗啉/碳纳米管导电、荧光复合材料的性能作进一步的分析。

1、电镜分析