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一種鋱有機骨架配合物及其制備方法與流程

文檔序號:11170490閱讀:1923來源:國知局
一種鋱有機骨架配合物及其制備方法與制造工藝

本發(fā)明涉及稀土金屬配合物,具體涉及一種鋱有機骨架配合物,特別是一種基于鋱(iii)離子和5-(4’-甲酸苯氧)甲基間苯二甲酸構筑的具有發(fā)光性質的鋱配合物及其制備方法。



背景技術:

稀土金屬配合物由于具有光、電、磁等多種特性,在發(fā)光、催化、生物醫(yī)藥等領域表現出廣闊的應用前景,其中稀土金屬有機配合物作為光致發(fā)光材料同傳統(tǒng)無機發(fā)光材料相比,由于稀土離子本身所具有的獨特結構和性質,使其在與有機配體配合后,具有發(fā)光強度高、熒光顏色純正、所需激發(fā)能量低、熒光效率高、易溶于有機介質等優(yōu)點,因而被認為是最有應用前景的一類發(fā)光材料。

有機多羧酸配體具有較強的配位能力,被廣泛用于制備稀土金屬有機配合物。5-(4’-甲酸苯氧)甲基間苯二甲酸作為一種柔性有機羧酸配體,具有良好的光熱穩(wěn)定性和發(fā)光性能,特別是當其與具有d10電子結構的過渡金屬離子或稀土金屬離子配位形成配合物后,在光學材料領域有著極高的應用價值。到目前為止,基于5-(4’-甲酸苯氧)甲基間苯二甲酸構筑的稀土金屬配合物還未見報導。



技術實現要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種可以作為發(fā)光材料的鋱配合物及其制備方法。

本發(fā)明提供的一種鋱有機骨架配合物,其分子式為:[tb(l)(dmf)2]n,其中h3l為5-(4’-甲酸苯氧)甲基間苯二甲酸,dmf為n,n’-二甲基甲酰胺;結構式為:

該配合物的晶體屬于單斜晶系,空間群為c2/c,晶胞參數:α=γ=90°,β=99.35(3)°。該配合物中鋱離子的配位模式為九配位,每個tb(iii)離子與九個氧配位,其中兩個氧(o1,o2)來自一個螯合l3-配體,五個氧(o4,o5,o6,o6a,o7)來自四個橋連l3-配體,另外兩個氧(o8,o9)來自兩個端基配位的dmf分子,即該配合物是通過配位鍵將相鄰的配體陰離子連接起來,最終構成三維網狀結構。tb-o鍵長的范圍為x射線粉末衍射證實晶體樣品均一穩(wěn)定。室溫條件下,用380nm的激發(fā)波長激發(fā)該固體配合物,結果顯示,配合物在491nm、545nm、586nm、621nm處出現tb(iii)離子由于f-f躍遷引起的特征發(fā)射峰,分別歸屬為tb(iii)離子的5d4→7f6,5d4→7f5,5d4→7f4,5d4→7f3的特征躍遷。其中545nm為tb(iii)離子的5d4→7f5最大躍遷發(fā)射峰,說明配體到稀土離子的能量傳遞效率較高。通過紫外燈照射的數碼照片,可觀察到配合物顯示出tb(iii)較強的綠光特征。本發(fā)明的鋱配合物可以用作發(fā)光材料。

本發(fā)明提供一種鋱有機骨架配合物的制備方法,包括如下步驟:

(1)將摩爾比為1:1.5的5-(4’-甲酸苯氧)甲基間苯二甲酸配體與tb(no3)3·6h2o加入到一定體積的dmf溶劑中,置于聚四氟乙烯管中室溫攪拌20~40分鐘;

(2)將步驟(1)中的聚四氟乙烯管置于不銹鋼反應釜中密封,控制溫度為120℃,反應72h,自然降至室溫,得到無色塊狀晶體,洗滌,真空干燥即可。

步驟(1)中所述h3l配體與tb(no3)3·6h2o的摩爾比優(yōu)選為1:1.5。

步驟(1)中所述室溫攪拌時間優(yōu)選為30分鐘。

本發(fā)明的優(yōu)點和效果:

本發(fā)明的稀土金屬鋱有機骨架配合物是通過二甲基甲酰胺熱法合成得到,制備方法簡單,成本低,產量高,晶體質量好。

本發(fā)明提供的鋱有機骨架配合物是基于一種柔性配體5-(4’-甲酸苯氧)甲基間苯二甲酸構筑的,室溫條件下配合物的固體熒光發(fā)射光譜顯示,當激發(fā)波長為380nm時,配合物顯示出tb(iii)較強的綠光特征,色坐標為(0.2886,0.5094),測試顯示其熒光量子產率為81.8%,熒光壽命為3.328ns,該骨架配合物可以用作發(fā)光材料。

附圖說明

圖1實施例1制備的鋱有機骨架配合物的晶體結構圖。

圖2實施例1制備的鋱有機骨架配合物在298k的x射線粉末衍射圖(實驗及模擬圖)。

圖3實施例1制備的鋱有機骨架配合物及5-(4’-甲酸苯氧)甲基間苯二甲酸配體在298k的熒光光譜圖。

圖4實施例1制備的鋱有機骨架配合物在紫外光照射下發(fā)出的特征綠光。

圖5實施例1制備的鋱有機骨架配合物的熒光衰減曲線。

具體實施方式

實施例1.稱取0.1mmolh3l與0.15mmoltb(no3)3·6h2o加入15ml的聚四氟乙烯管中,并加入5mldmf,室溫攪拌30分鐘。將此聚四氟乙烯管密封于不銹鋼反應釜中,控制溫度為120℃加熱72h,自然降溫,隔夜析出無色塊狀晶體,洗滌,真空干燥,所得鋱配合物的產率為84%。

鋱有機骨架配合物的結構測定:

在顯微鏡下選取合適大小的單晶,通過采用x射線衍射,以brukersmartapexii探測器通過石墨單色器單色化的mo-kα射線,掃描方式ω,收集數據的溫度為293k。所有衍射數據經saint還原后,使用sadabs程序進行半經驗吸收校正。晶體結構由shelxl-97直接法解得。詳細的晶體測定數據見表1;晶體結構見圖1,可見每個tb(iii)均采用九配位模式,與l3-采用螯合、橋連及螯合-橋連的模式進行配位,與dmf采用端基配位,由此形成三維網狀結構;x射線粉末衍射如圖2所示,實驗衍射圖譜與依據晶體結構模擬的粉末衍射圖譜一致,表明晶體樣品物相均一。

表1配合物的晶體學數據

鋱有機骨架配合物的發(fā)光性質:

在室溫下測定了配體和配合物的固體熒光發(fā)射光譜(圖3)。從圖中可看出,在380nm波長激發(fā)下,配合物在491nm、545nm、586nm、621nm處出現了tb(iii)離子由于f-f躍遷引起的特征發(fā)射峰,分別歸屬為tb(iii)離子的5d4→7f6,5d4→7f5,5d4→7f4,5d4→7f3的特征躍遷。其中545nm處tb(iii)離子的5d4→7f5躍遷發(fā)射峰強度最大,說明配體到稀土離子的能量傳遞效率較高。通過紫外燈照射,可以觀察到配合物顯示出tb(iii)較強的綠光特征(圖4),色坐標為(0.2886,0.5094)。對配合物的熒光量子產率及熒光壽命進行測試,得到熒光量子產率為81.8%,熒光壽命為3.328ns,熒光衰減曲線見圖5。

實施例2.稱取0.1mmolh3l與0.15mmoltb(no3)3加入15ml的聚四氟乙烯管中,并加入5mlh2o,室溫攪拌30分鐘。將此聚四氟乙烯管密封于不銹鋼反應釜中,在120℃下加熱72h后,自然降溫,隔夜未能析出晶體,得到大量白色粉末。

實施例3.稱取0.1mmolh3l與0.15mmoltb(no3)3加入15ml的聚四氟乙烯管中,并加入5ml體積比為1:1的h2o與dmf的混合溶劑,室溫攪拌30分鐘。將此聚四氟乙烯管密封于不銹鋼反應釜中,在120℃下加熱72h后,自然降溫,隔夜析出無色塊狀晶體,洗滌,真空干燥,所得晶體較小,外形較差,產率約為43%。

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