[发明专利]一种稀土超分子凝胶发光材料、其制备和应用

说明书

本发明属于功能性稀土荧光材料领域，具体涉及一种稀土超分子凝胶发光材料、其制备和应用。以5,5’,5”‑(1,3,5‑三嗪‑2,4,6‑三亚氨基)‑三间苯二甲酸为有机配体，在加热条件下，利用该有机配体分子的π‑π相互作用、氢键及其与稀土盐中稀土离子的配位作用，该有机配体与稀土离子结合并自组装形成稀土超分子凝胶发光材料。所形成的凝胶具有稀土特有的光发射，荧光单色性好，量子产率高。本发明的稀土超分子凝胶在加热或冷藏(0～90℃)、机械力或水分子刺激下仍能够保持稳定的光发射；并且所发明的稀土超分子凝胶能够在水相中简便、快速、准确地检测唾液酸，具有选择性好、灵敏度高、检测限低的优点。

技术领域

本发明属于功能性稀土荧光材料领域，具体涉及一种稀土超分子凝胶发光材料、其制备和应用，更具体地，涉及一种基于有机配体5,5’,5”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三亚氨基)-三间苯二甲酸的具有发光稳定性的稀土超分子金属凝胶发光材料及制备方法和应用。

背景技术

稀土荧光材料因其优异的光学性能如发射峰窄、荧光单色性好、Stokes位移大、荧光寿命长等优势而在照明、传感、成像、荧光标记、防伪等领域有着重要的应用。由于稀土荧光材料的发光强度易受热，水分子，机械力的影响，导致其发光稳定性不足，限制了其在变温环境等的应用。

一直以来，科学家们进行了各种努力以提高稀土发光材料光发射的稳定性，包括通过物理或化学方法将稀土固定于高分子、薄膜、沸石、液晶等基质中。值得注意的是，这些提高稳定性的方法通常需要将稀土离子与配体结合后再负载于基质中，当此类基质结构被破坏，其带来的稀土发光稳定性相应随之消失。如有报道采用超分子自组装策略将稀土离子及有机配体共同掺杂于凝胶网络中制备了稀土发光凝胶，但依赖于弱相互作用驱动形成的凝胶在温度升高后结构瓦解而导致光发射消失Bhowmik S.(Chemical communications,2010,46,8642-8644)和Gorai T.(Journal of Materials Chemistry B,2018,6,2143-2150)。另外，此类提高稀土发光稳定性的方法，通常需要先寻找与稀土离子能量匹配的配体形成稀土发光配合物，再将其负载于基质中，其过程繁琐复杂。因此设计能与稀土离子能量匹配，兼具天线效应及稳定稀土发光性能的基质目前仍是一个巨大的挑战。

唾液酸是一种具有九碳主链的单糖，其在生理和病理过程中起着重要的作用，唾液酸在细胞表面或体液中的异常表达和分布与多种疾病密切相关，包括癌症和糖尿病，以及心血管和神经系统疾病。因此开发高效的检测方法以检测唾液酸具有重要意义。一些方法如比色法、色谱法、酶法等可有效的用于唾液酸检测，但这些方法都存在各自的缺陷，如比色法易受基体干扰且灵敏度低，色谱法所需费用高且需专业的操作，酶法同样存在测试费用高的问题。因此，开发灵敏度高、操作简单、成本低廉发光传感器检测唾液酸将具有良好的应用前景。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具有发光稳定性的稀土超分子凝胶发光材料、其制备和应用，其通过以5,5’,5”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三亚氨基)-三间苯二甲酸(本发明中缩写为H₆L)为有机配体，在加热条件下，利用该有机配体分子的π-π相互作用、氢键及其与稀土盐中稀土离子的配位作用，该有机配体与稀土离子结合并自组装形成稀土超分子凝胶发光材料，该稀土超分子凝胶在加热或冷藏(0～90℃)、机械力、水分子刺激下能够保持稳定的光发射性质，由此解决现有技术的稀土发光材料发光稳定性不佳或提高稳定性过程繁琐复杂等的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种稀土超分子凝胶发光材料的制备方法，以5,5’,5”-(1,3,5-三嗪-2,4,6-三亚氨基)-三间苯二甲酸为有机配体，在加热条件下，利用该有机配体分子的π-π相互作用、氢键及其与稀土盐中稀土离子的配位作用，该有机配体与稀土离子结合并自组装形成稀土超分子凝胶发光材料。

优选地，所述稀土盐为氯化铽或氯化铕。

优选地，所述的制备方法，包括如下步骤：