[发明专利]一种基于铕金属聚合物的自校准比率温度探针及制备方法

说明书

本发明涉及一种基于铕金属聚合物的自校准比率温度探针及制备方法，稀土金属聚合物结构表达式为Poly[(VTPY‑Eu)‑co‑VTPE‑co‑MMA]，该方法通过自由基聚合反应合成带有乙烯基四苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯以及三联吡啶衍生物的嵌段共聚物，然后通过配位反应得到含Eusupgt;3+/supgt;的稀土金属聚合物多色发光材料，测试结果表明其对温度具有可逆刺激响应性，在40‑110℃范围内具有光色可逆变化的特性，并且可通过稀土聚合物中613nm以及483nm的特征峰强度比值实时读出温度变化。此外双发光中心Isubgt;613nm/subgt;/Isubgt;483nm/subgt;的发光强度比值与温度有良好的线性关系，可实现自校准温度探测，且检测灵敏度可达3.8％·℃supgt;‑1/supgt;。多次测试证明该系统具有极好的可重复性及可靠性，有望作为一种新型温度传感材料在温度探测领域获得实际应用。

技术领域

本发明属于稀土金属聚合物发光材料领域，涉及一种基于铕金属聚合物的自校准比率温度探针及制备方法，特别涉及一种具有自校准比率温度探测性能的稀土金属聚合物及其制备方法。

背景技术

温度是人们在生产、生活和科学研究中需要关注的基本物理参数之一。已经报道过的传统接触式温度计如：膨胀式温度计、热电阻温度计以及金属热电偶温度计，这些传统温度计易受到外界环境影响，导致测量不准确，灵敏度降低，无法满足如今高新技术领域中对复杂环境的温度探测。而非接触式的荧光温度传感器具有响应速度快、实时探测、以及灵敏度较高等优点受到了人们的关注，因此设计并合成具有高灵敏度、高精度且高响应速度的温度探针是目前该领域的研究热点与前沿。

目前报道过的众多温敏材料中，稀土金属聚合物既有较长的荧光寿命以及较大的Stokes位移，还具备良好的显色性、较高的色纯度以及热稳定性，而且这类材料往往对温度具有刺激响应性，为制备具有温度响应的稀土发光材料提供了依据。如专利CN201310232750.7公开了一种具有温度探测的双稀土金属有机框架材料及其制备方法，其制得的稀土温敏材料基于铕和铽的特征发射峰的荧光强度比实现14-300K范围内的检测，但是目前报道的稀土-金属有机框架材料多用于低温范围内的温度探测，测温范围窄，在需求度较大的较高温区域的MOFs荧光温度探针还比较少，实际应用价值较低，其次，尽管这种基于两个稀土离子的发射峰强度比读出温度方法是一个比较好的检测方法，但是多一个稀土离子就增加了体系的复杂度，该体系中除了有机配体对稀土传递能量之外，还存在铽离子与铕离子之间的能量传递，使得整个体系能量传递过程变得复杂；四苯乙烯是近年报道的高性能聚集诱导发材料，将其与稀土金属离子相结合，有望应用于比率荧光温度探针。早在2009年，文献(L,Tang,et al.A fluorescent thermometer operating inaggregation-induced emission mechanism:probing thermal transitions of PNIPAMin water.Chem.Commun.,2009，33,4974-4976)就报道了基于四苯乙烯的功能性单体与AIBN进行自由基共聚合得到的温敏聚合物材料，该检测方法是通过检测单一发光中心的四苯乙烯发射峰强度变化来实现温度读出，这种通过荧光强度变化的温度探测是一种检测快速且便捷的方法，但是只存在一个发光中心受光源、材料的影响因素较大，测出来的结果准确度不高；近年，也有文献将四苯乙烯与稀土离子相结合制备刺激响应性材料，如(Z.H.Tang,et al,White-Light-Emitting AIE/Eu³⁺-Doped Ion Gel with Multistimuli-Responsive Properties,ACS Appl.Mater.Interfaces,2020,12,45420-45428)制备了具有AIE性质的多色发光刺激响应性水凝胶材料，将含四苯乙烯聚合物与铕离子金属聚合物进行掺杂，通过改变掺杂比例得到光色不同的水凝胶体系，探究了其在包括酸碱以及不同溶剂等条件下的刺激响应性，遗憾的是，该研究中只是给出了水凝胶体系随温度变化各组分的发光强度变化以及掺杂体系的发光颜色变化，并未进一步探究其在温度检测方面的应用，截至目前，基于四苯乙烯与铕金属的聚合物温度探针未见文献报道。

发明内容