[发明专利]一种三元稀土有机框架晶体材料、其合成方法及应用

说明书

本申请涉及一种三元稀土有机框架晶体材料，其化学式为[Me₂NH₂][Eu_xTb_yGd_1‑x‑yL(H₂O)₄]；其中，0＜x≤0.05，0＜y≤0.1；Me代表甲基；L代表由吡啶‑2,6间苯二甲酸形成的有机配体；所述晶体属于正交晶系，空间群为Pnma，所述晶体属于正交晶系，空间群为Pnma，晶胞参数为α＝90，β＝90，γ＝90，Z＝4。该三元稀土有机框架晶体材料具有很高的热稳定性和空气稳定性；在紫外光的激发下，能同时发射出铕离子和铽离子的特征发射，其比率在77‑450K对温度具有良好的线性响应，因而可以用作在广泛范围的温度探测。

技术领域

一种三元稀土有机框架晶体材料、其合成方法及在温度探测中的应用，属于晶体材料领域。

背景技术

金属-有机框架材料(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属离子或金属簇与有机桥联配体通过配位作用组装形成的新型多孔晶体材料。金属－有机框架材料具有特殊的拓扑结构、内部排列的规则性以及特定尺寸和形状的孔道，但框架材料表现出更大的结构可变、可调特性以及更为丰富的物理化学性质。在发光金属-有机框架材料中，不仅无机金属离子和有机配体能够提供发光性能，而且框架材料孔道内组装的客体分子或离子也能够产生发光，此外，框架材料的发光性能与化学环境、配位构型、晶体结构及其与孔道内客体分子的相互作用也都密切相关。所以，相对于其它发光材料，发光金属-有机框架材料的优势在于其多样的发光形式，以及其可调节的发光性能。稀土－有机框架材料(lanthanide metal-organic frameworks)结合了稀土离子优异的发光性能以及金属-有机框架材料发光形式多样以及发光可调控的优势，在荧光探测、发光与显示和生物医学成像等领域都具有极大的应用价值。稀土离子相似的配位性能可以使不同的稀土离子共掺杂到同一稀土－有机框架材料中，形成掺杂的稀土－有机框架。这类材料可以拥有不同稀土离子的发光，并能够通过调节组分的比例来调节其发光颜色。同时，因为浓度猝灭效应的减弱或消失，掺杂稀土－有机框架材料的发光强度和寿命还可能得到极大的增强。因此，这类材料在发光领域尤其是荧光温度计和白光材料方面引起人们的广泛的关注。

温度是一个基本的热力学参数，在现代的科学研究和技术发展中对其进行精确的测定是至关重要的。在测定温度的多种方法中，基于发光的检测方法因其无创、准确、快速响应、高空间分辨的特点，甚至能适应于强电、磁场及快速运动的物体而受到了广泛的关注。现有的荧光温度计，例如：有机染料、聚合物、半导体纳米晶、掺杂稀土的无机/有机杂化材料等传感器通常是利用它们随温度增加使发光强度降低的性质而实现温度传感。然而，大多数的荧光温度计通常依赖于一个发射峰，因此在检测浓度、激发或检测效率改变，或灵敏性差的情况下，容易导致测量结果不准确。共掺杂稀土-有机框架材料拥有两种稀土离子的特征发光，利用两个特征发光的发光强度比，可以自校准，不需要附加基线校准，克服了以往采用单一发光峰强度进行探测时灵敏度受探测中心浓度、激发光源稳定性和探测器稳定性影响的缺陷。

此前使用双稀土－有机框架材料进行温度探测已经有一些报道，寻找一种稳定的并能在广泛温度范围内检测尤其是包含常温区和高温区的材料仍然是一个巨大的挑战。目前未见三元稀土－有机框架材料做为比率温度计研究的报道。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种三元稀土有机框架晶体材料，该材料为三元稀土金属有机框架化合物，具有很高的热稳定性和空气稳定性；在紫外光的激发下，能同时发射出铕离子和铽离子的特征发射，其比率在77-450K对温度具有良好的线性响应，因而可以用作在广泛范围的温度探测。