[发明专利]一种掺杂稀土配位聚合物白光发光材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种Tb³⁺/Eu³⁺掺杂稀土配位聚合物白光发光材料及其制备方法，属于发光与显示技术领域。采用2，5‑二羟基对苯二甲酸作为有机配体，利用简单的溶剂热合成法，通过掺杂两种不同比例稀土金属离子合成。本发明所制备的配合物在室温中370nm的紫外光激发下能够产生Eu³⁺离子的特征红光发射和配体的蓝光发射，通过调节配合物中Eu³⁺离子的含量可以调节红光发射和蓝光发射的相对强度，进而实现配合物的白光发射。本发明制备方法简单，原料易得，可作为一种新型的白光发光材料。

技术领域

本发明属于发光与显示技术领域，具体涉及一种白光发射材料，分子式为{[Tb_0.695Eu_0.305(DHBDC)₃(DMF)₄](DMF)₂}_n的配合物的制备方法。

背景技术

白光发光二极管（WLED）由于具有发光效率高、能耗低、使用寿命长等诸多优势逐渐取代了传统的白炽灯和日光灯，主要应用于照明和显示器等方面。近年来，利用稀土配位聚合物合成出高能效的白光发光材料逐渐引起了人们的注意。稀土配位聚合物是一类结构新颖的复合材料，具有结构多样、可调节性强、性能丰富等特点。稀土元素因为具有独特的4f组态，而显示出了不同于其他金属的性质，例如：高的配位数，强的配位能力，从可见光区到红外光区的好的发光特性，长的发光寿命等。利用稀土元素独特的发光特性，结合配体与稀土元素、不同稀土元素之间存在的能量转移，即所谓的“天线效应”，有望合成出可发射白光的稀土配位聚合物发光材料。

由于大多数稀土离子具有相似的化学性质，特别是其离子半径相近，因此可以在同一稀土配位聚合物中，通过掺杂入不同种类的稀土金属离子而不改变配位聚合物的结构，通过调节产物中不同金属离子的比例，可以实现颜色的调控，合成出较为理想的白光；另外，由于稀土配位聚合物发光性能还取决于有机配体对紫外或可见光的吸收能力、配体到稀土离子间的有效能量传递以及稀土离子之间的能级匹配，所以想合成出高发光纯度、长使用寿命的稀土配位聚合物白光发光材料仍然存在许多困难，需要选择合适的稀土金属离子和有机配体，探索生成目标配合物所需要的合适的温度、pH等反应条件。本发明所制备的化合物能够通过简单地改变Eu³⁺离子的比例，调节材料的发光性能，获得白光材料，该方法简单易行，原料易得，具备一定的经济和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用作白光发光材料的掺杂稀土配位聚合物及其制备方法，其分子式为{[Tb_0.695Eu_0.305(DHBDC)₃(DMF)₄](DMF)₂}_n。本发明选用含有功能化羟基基团的有机羧酸配体2，5-二羟基对苯二甲酸与稀土金属Tb³⁺、Eu³⁺离子进行反应制备稀土配合物，通过调节配合物中Eu³⁺的比例，最终获得白光发光材料。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

所述的白光发光材料{[Tb_0.695Eu_0.305(DHBDC)₃(DMF)₄](DMF)₂}_n化合物的制备方法为溶剂热合成法。称取0.3mmol的2，5-二羟基对苯二甲酸和0.0302mmol硝酸铕六水、0.0698mmol硝酸铽六水加入到23mL聚四氟乙烯高压反应釜中，加入6mLDMF，加入含36wt%-38wt%HCl的浓盐酸溶液，调节pH=3.5，室温下搅拌10min，将密封好的反应釜放在烘箱中120℃恒温两天，然后均匀降温一天至室温，得到黄褐色块状晶体，即为所述配位聚合物，产率计算约为35%（以Eu计算）。