[发明专利]一种碳纳米管/硅氧网络/配体/稀土有机无机复合发光材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种碳纳米管/硅氧网络/配体/稀土有机无机复合发光材料的制备方法。首先利用强氧化剂将碳纳米管表面改性后得到带有羧基官能团的碳纳米管，然后利用酰氯化试剂将碳纳米管表面的羧基官能团转变成酰氯基团，再利用含端氨基的硅烷偶联剂和酰氯基团活化的碳纳米管反应，得到具有硅烷偶联剂改性的碳纳米管。同时选取β二酮，利用强碱将其亚甲基上的质子打掉，再利用异氰酸酯改性，得到硅烷偶联剂修饰的β二酮配体。最后将硅烷偶联剂修饰的碳纳米管、硅烷偶联剂修饰的β二酮、稀土盐、正硅酸乙酯和小分子配体按一定的比例经过溶胶-凝胶反应制得以碳纳米管为基质的稀土有机无机复合发光材料。所得碳纳米管/硅氧网络/配体/稀土有机无机复合发光材料具有良好的荧光性能，热稳定性好，在新型光学材料领域具有广阔的应用前景，可加工成能满足特定需求的荧光探针。

主权项

一种碳纳米管/硅氧网络/配体/稀土有机无机复合发光材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：（1）：秤取一重量份的碳纳米管至于圆底烧瓶，加入10‑50重量份的强氧化性酸，超声分散后在50‑90℃下搅拌反应1‑20小时，用0.1‑2.0微米的微孔滤膜过滤，用去离子水反复洗涤至中性后在50‑150℃下真空干燥10‑30小时，即得到尺寸较均一的羧基化碳纳米管；（2）：秤取步骤（1）所得的羧基化碳纳米管一重量份分散于有机溶剂中并置于圆底烧瓶中，加入酰氯化试剂1‑50重量份，将圆底烧瓶置于恒温磁力搅拌装置中，控制温度在50‑100℃，搅拌反应1‑50小时，抽滤并用有机溶剂反复洗涤以除去多余的酰氯化试剂，在20‑150℃下对产物进行真空干燥即得酰氯化的碳纳米管；（3）：秤取步骤（2）所得的酰氯化碳纳米管一重量份置于圆底烧瓶，加入溶解于有机溶剂中的含端氨基的硅烷偶联剂1‑30重量份，然后将圆底烧瓶转移至油浴锅中边搅拌边缓慢加热，控制加热时间为1‑30小时，温度从室温缓慢升到50‑100℃；抽滤并反复用有机溶剂反复洗涤以除去未反应的硅烷偶联剂，真空干燥后即得到硅烷偶联剂功能化的碳纳米管；（4）：秤取一重量份的β二酮溶于盛有有机溶剂的圆底烧瓶中，加入0.1‑10重量份的氢化钠，将圆底烧瓶置于油浴锅中搅拌反应1‑20小时，控制温度在50‑120℃，并通氮气保护；待反应充分后逐滴的加入硅烷偶联剂对β二酮进行修饰，继续搅拌反应1‑30小时，旋蒸所得溶液，洗净、纯化即得硅烷偶联剂修饰的β二酮配体；（5）：秤取步骤（3）所得的硅烷偶联剂功能化的碳纳米管一重量份、正硅酸乙酯0.1‑10重量份和步骤（4）所得的硅烷偶联剂修饰的β二酮0.1‑10重量份，溶解到有机溶剂中，搅拌1‑10小时候缓慢的滴入溶解到有机溶剂中的稀土盐0.1‑10重量份，继续搅拌1‑30小时；随后加入1‑10mL的去离子水，并调节溶剂的PH至1‑7加速其水解，继续搅拌1‑20小时即得到凝胶状混合物；另取步骤（3）所得的酰氯化的碳纳米管一重量份、正硅酸乙酯0.1‑10重量份、第二配体0.1‑10重量份和步骤（4）所得的硅烷偶联剂修饰的β二酮配体0.1‑10重量份，溶解到有机溶剂中，搅拌1‑10小时候缓慢的滴入溶解到有机溶剂中的稀土盐0.1‑10重量份，继续搅拌1‑30小时；随后加入1‑10mL的去离子水，并调节溶剂的PH至1‑7加速其水解，继续搅拌1‑20小时即得到凝胶状混合物；（6）：分别将步骤（5）中制得凝胶在40‑120°C下老化1‑50天，将所得胶状物研磨得到固体粉末，之后用无水乙醇和去离子水反复洗涤干燥即得到碳纳米管/硅氧网络/ 配体/稀土有机无机复合发光材料。