[发明专利]喹喔啉-2-羧酸铕配合物发光材料及应用

说明书

一种离子型稀土配合物发光材料及其制备方法与应用。所述稀土配合物结构通式为[Ln(Qx)₄]M，其中：Qx为喹喔啉‑2‑羧酸阴离子配体；Ln代表稀土离子铕；M指的是抗衡阳离子，包括碱金属离子、烷基取代的季铵离子、烷基取代的季鏻离子、1,3‑二烷基取代的咪唑离子、N‑烷基取代的吡啶离子。这类铕配合物具有高效光致发光量子产率和良好的紫外光耐受性，可以用作光致发光材料。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，特别涉及一种稀土配合物发光材料及其应用。

背景技术

稀土配合物发光材料是采用有机配体敏化稀土离子发光的一类材料，具有发光效率高、色纯度好、stokes位移大等独特的优势，在照明、显示、转光膜、生物医学等领域中具有重要的应用前景。稀土配合物中，有机配体具有大的摩尔吸光系数，可以将吸收的能量有效地传递给稀土离子，使其发光强度大大增加。与纯无机材料相比(例如Y₂O₃:Eu³⁺)，稀土配合物的吸光能力可以增加上百倍，稀土的用量也可以大大减少。而且，稀土配合物在高分子中具有更好的相容性，比无机材料更适合于制备功能性的高分子发光膜，比如农用转光膜、太阳能电池光转换薄膜。所以稀土配合物是一种性能优越的发光材料，得到了人们的重视和广泛研究。

稀土配合物通常由正三价的稀土离子与带负电荷的阴离子配体以及其他的中性配体形成。从实际应用的角度来说，配体结构越简单，成本越低，越有利于其大规模应用。常见的配体一般为二齿螯合配体，即配体中含有2个氧或氮配位点，比如β-二酮类配体、芳香羧酸类配体、联吡啶类配体。二齿配体构筑的稀土配合物结构通常包含3个二齿阴离子配体以及另外1个中性配体，例如Eu(TTA)₃phen(TTA为2-噻吩甲酰三氟丙酮，phen为1,10-邻菲罗林)(Inorg.Chem.1994,33,3229)。这样既满足了电中性的要求，同时使得稀土离子达到配位饱和，配合物才能具有高的发光效率。此外，也可以采用四个二齿的阴离子配体与稀土离子配位(不使用中性配体)，同时含有1个抗衡阳离子，例如Na[Eu(dbm)₄](dbm为二苯甲酰甲烷)(Thin Solid Films 2008,517,1096)。这样的结构也可以使稀土离子达到配位饱和，提高发光效率，同时还避免了中性配体容易解离带来的麻烦。

在稀土配合物中，有机配体对于配合物的发光性质起到了决定性的作用。有机配体与稀土离子螯合，不仅能够作为天线分子吸收和传递能量，而且能够保护稀土发光不被外界环境所淬灭。传统的稀土铕配合物中最常用的配体为β-二酮类化合物。但是这类材料的的光稳定性太差，配体本身很容易被高能的紫外线所破坏，造成材料发光性能的迅速衰减(Synth.Met.2011,161,964)。

所以，现阶段来说，想要构筑高效率、高稳定性且低成本的稀土配合物发光材料，配体的选择仍然是比较缺乏的。

发明内容

本发明的目的是提供一类新型的基于喹喔啉-2-羧酸类配体的铕配合物发光材料，具有发光效率高、光稳定性好、价格低廉等优点，可以作为光致发光材料用于多种应用场合。

具体的，本发明的技术方案如下：

一种基于喹喔啉-2-羧酸配体的铕配合物，结构通式包含两种，一种结构通式为[Eu(Qx)₄]M，其中Qx为式I所示的喹喔啉-2-羧酸类阴离子配体，M为抗衡阳离子；另一种结构通式为Eu(Qx)₃L_m，其中Qx为式I所示的喹喔啉-2-羧酸类阴离子配体，L为中性配体，m＝0、1、2或3，m的具体取值视不同的中性配体而定。

所述铕配合物的结构如式II、式III所示：