[发明专利]一种含有修饰咪唑羧酸和吡啶羧酸混合配体的Nd(III)化合物发光材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含有混合修饰咪唑羧酸和吡啶羧酸配体的Nd化合物发光材料及其制备方法，发光材料的化学式为：{[Nd₂(dpda)(Hpimda)₂(H₂O)₃]·H₂O}_n，其中，配体H₂dpda为2,6‑二甲基吡啶‑3,5‑二甲酸，H₃pimda为1‑H‑2‑丙基‑4，5‑咪唑二羧酸，配合物晶体属于单斜晶系，空间群为p2ybc，晶胞参数为β＝104.086(3)°，该材料可被近紫外光激发，并发射出近红外荧光。H₂dpda配体和H₃pimda配体合成Nd混合配体配位聚合物，可以使电子易于传递，荧光效率升高，该材料可满足稀土荧光粉、波导传输、公共场所安全防护、近红外检测应用领域的要求。本发明弥补了基于单一配体的稀土化合物的缺陷，敏化稀土离子的电荷跃迁，具有荧光强度大、热稳定性高、发光寿命长的优点。

技术领域

本发明涉及稀土发光材料技术领域，具体涉及含有修饰咪唑羧酸和吡啶羧酸混合配体的Nd(III)化合物发光材料及其制备方法。

背景技术

稀土发光材料成已经为大家研究的热点，尤其是灯用荧光粉、光检测、光存储材料，由于具有发光效率高、寿命长、显色性好等优点，在荧光检测、光传输、照明和显示领域已有广泛应用。目前对于三价镧系离子Ln³⁺，特别是Eu³⁺、Tb³⁺、Dy³⁺和Sm³⁺等配合物的可见区发光和应用都有许多研究，这些研究较多、较成熟,但对近红外(NIR)发光稀土配合物的研究还处于起步阶段。而近红外发光在激光和光纤通讯、医学诊断发光、波导信息传输和激光材料等热门领域也有潜在应用。Ln³⁺近红外发光的光谱范围在800-1600nm之间，具有强度高、线宽窄、寿命长和背景小的特点，在光纤通讯技术、激光荧光、荧光免疫分析等方面具有广泛应用，近年来其优点日见突出，已开始逐渐引起学者们的重视，使用近红外发光的荧光免疫分析一方面由于生物分子在近红外区没有发光也没有光谱重叠造成的干扰，从而可避免使用昂贵的时间分辨探测技术；另一方面可采用可见光激发不受紫外光危害的限制，提高了系统的安全性。集成光路或者集成光学器件中为了弥补光信息处理和传输过程中的光损耗,需要集成能够起放大光信号作用的平面有源光波导元件。稀土离子Nd^3十的跃迁⁴F_3/2→⁴I_13/2,发射波长为为1.34nm,对应第二标准通讯窗口波长,也是510光纤(或平面波导)色散等于零的传输窗口,同时也是聚合物光纤(或平面波导)的最低损耗传输窗口。由于人体组织在0.8-1.0um波长范围内几乎是透明的，使得近红外光能在生物体内穿透得更深，而被称为“Biologicalwindow，也使得稀土近红外(NIR)发光材料在生命科学领域，如荧光免疫分析、医学成像、DNA测序、器官深度检测等，有着广泛的应用前景。过去，关于近红外长余辉材料的研究主要集中于Cr³⁺离子掺杂的镓锗酸盐。Bessiere等研究发现，Zn空位对尖晶石型材料ZnGa₂O₄:Cr³⁺的余辉性能起关键作用。Pan等报道的镓锗酸盐材料Zn₃Ga₂Ge₂O₁₀:Cr³⁺的余辉亮度高且持续时间长，其优良的余辉性能与Ge⁴⁺离子有很大关系量子效率不高，所以围绕光谱调制，合成和研究不同基质的近红外发光材料一直是人们所感兴趣的研究课题。但是，对于基于纯稀土离子的发光,因f电子跃迁受宇称禁阻(Laporte选律)造成量子效率低、荧光强度低、发光寿命短。科学家往往引入修饰的有机共轭配体作为发光中心的天线，敏化稀土离子发光，从而增强荧光量子效率及延长其荧光寿命。

发明内容