一種remma線(xiàn)性配合物及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型的配合物、復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]LED(Light Emitting D1de)又稱(chēng)發(fā)光二極管，誕生于20世紀(jì)60年代。隨著LED制造工藝的不斷進(jìn)步和新型材料(氮化物晶體和熒光粉)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用，20世紀(jì)90年代發(fā)白色光的LED半導(dǎo)體固體光源性能不斷完善并進(jìn)入實(shí)用階段，使高亮度LED應(yīng)用領(lǐng)域跨至高效率照明光源市場(chǎng)。在同樣照度下，LED燈的電能消耗是白熾燈的1/10，壽命是白熾燈的20倍。
[0003]LED光源是點(diǎn)光源，一般不直接應(yīng)用。在顯示領(lǐng)域，需要光源為大面積的平板設(shè)備提供背景光源。該背景光源可通過(guò)將LED發(fā)出的光經(jīng)由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料的導(dǎo)光板進(jìn)行均勻擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)。然而，由于PMMA材料對(duì)入射光存在一定程度的損耗，進(jìn)而降低了能效比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，確有必要提供一種REOMMA線(xiàn)性配合物，該REOMMA線(xiàn)性配合物可進(jìn)一步聚合得到RE0PMMA復(fù)合材料，該RE0PMMA復(fù)合材料具有較高的量子效率，而可應(yīng)用于顯示和照明等領(lǐng)域中。
[0005]本發(fā)明提供一種REOMMA線(xiàn)性配合物，其包括稀土元素RE以及在稀土元素RE的兩側(cè)配位連接的第一配體和第二配體，所述第一配體、稀土元素RE與第二配體形成線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，所述第一配體為含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體和/或丙烯酸類(lèi)脂肪族配體，所述第二配體為甲基丙烯酸甲酯。
[0006]優(yōu)選的，所述稀土元素RE為Eu、Y、La、Ce、Pr、Nd、Dm、Yb、Er、Lu、Ho、Dy、Tb、Sm中的至少一種。
[0007]優(yōu)選的，所述含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體為苯甲酸及其衍生物、琳啡羅琳及其衍生物中的至少一種，所述丙烯酸類(lèi)脂肪族配體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸中的至少一種。
[0008]本發(fā)明還提供一種REOMMA線(xiàn)性配合物的制備方法，其包括以下步驟:
[0009](a)將含有稀土元素RE的鹽類(lèi)化合物用醇溶液溶解，形成含有稀土元素RE的醇鹽溶液；
[0010](b)向所述含有稀土元素RE的醇鹽溶液加入第一配體，第一配體與稀土元素RE進(jìn)行配位反應(yīng)得到混合液，其中所述第一配體為含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體和/或丙烯酸類(lèi)脂肪族配體；
[0011](c)向所述混合液加入第二配體，第二配體與稀土元素RE進(jìn)行配位反應(yīng)得到REOMMA線(xiàn)性配合物，其中所述第二配體為甲基丙烯酸甲酯，所述第一配體和第二配體在稀土元素RE的兩側(cè)配位連接而形成線(xiàn)性結(jié)構(gòu)。
[0012]優(yōu)選的，在步驟(a)所述醇溶液為乙醇、甲醇、丙醇、異丙醇中的至少一種。
[0013]優(yōu)選的，在步驟(a)中所述含有稀土元素RE的鹽類(lèi)化合物的制備方法如下:先將稀土氧化物用酸溶液溶解，形成稀土鹽類(lèi)的溶液;然后加熱該稀土鹽類(lèi)的溶液以除去酸和水，所述酸溶液為硝酸、鹽酸、硫酸中的至少一種。
[0014]優(yōu)選的，在步驟(b)所述含有稀土元素RE的醇鹽溶液中的稀土元素RE的醇鹽與所述第一配體的摩爾比為(I?1.2):1反應(yīng)溫度為20攝氏度?35攝氏度，反應(yīng)時(shí)間為48小時(shí)?50小時(shí)。
[0015]優(yōu)選的，在步驟(C)所述第二配體與所述含有稀土元素RE的醇鹽溶液中的稀土元素RE的醇鹽的摩爾比例為(2?2.5):1，反應(yīng)溫度為20攝氏度?35攝氏度，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)?6小時(shí)。
[0016]本發(fā)明還提供一種RE0PMMA復(fù)合材料，將通過(guò)上述方法所得到的REOMMA線(xiàn)性配合物進(jìn)行聚合反應(yīng)，得到RE0PMMA復(fù)合材料。
[0017]本發(fā)明還提供上述RE0PMMA復(fù)合材料在顯示和照明中的應(yīng)用。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的REOMMA線(xiàn)性配合物及其應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn):第一，稀土熒光材料具有濃度淬滅特性，摻雜比例過(guò)高即濃度增加導(dǎo)致激活粒子之間的交叉弛豫，共振增強(qiáng)，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度降低，而本申請(qǐng)中由于通過(guò)在稀土元素RE的兩側(cè)配位連接第一配體和第二配體甲基丙烯酸甲酯而形成線(xiàn)性結(jié)構(gòu)，該線(xiàn)性結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，該線(xiàn)性結(jié)構(gòu)由于是二官能度結(jié)構(gòu)，可以保證REOMMA線(xiàn)性配合物與單體MMA共聚過(guò)程中不會(huì)引起交聯(lián)。從而最終保證RE0PMMA復(fù)合材料的品質(zhì)控制，同時(shí)也可將稀土元素RE提高至較高的濃度，而不會(huì)產(chǎn)生淬滅現(xiàn)象，這保證了RE0PMMA復(fù)合材料具有良好的熒光自發(fā)光效果;第二，該線(xiàn)性結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步進(jìn)行高分子聚合反應(yīng)得到高分子聚合物PMMA，并實(shí)現(xiàn)稀土元素RE與PMMA的均相復(fù)合，從而保證RE0PMMA復(fù)合材料具有較高的透明度。由于上述高稀土含量和高透明度這二者的效果，從而所述RE0PMMA復(fù)合材料具有高量子效率。該RE0PMMA復(fù)合材料具有了較高的應(yīng)用價(jià)值，可望在新型LED照明以及透明顯示中廣泛應(yīng)用。該制備方法工藝簡(jiǎn)單，易于產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為RE@MMA線(xiàn)性配合物的制備反應(yīng)機(jī)理圖。
[0020]圖2為實(shí)施例1所得RE0PMMA復(fù)合材料的透光率測(cè)試圖(曲線(xiàn)a對(duì)應(yīng)于未摻雜的PMMA ；曲線(xiàn)b對(duì)應(yīng)于實(shí)施例1)。
[0021 ]如下具體實(shí)施例將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下將對(duì)本發(fā)明提供的REOMMA線(xiàn)性配合物及其應(yīng)用作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]本發(fā)明提供一種REOMMA線(xiàn)性配合物的制備方法，其包括以下幾個(gè)步驟:
[0024]SI，將含有稀土元素RE的鹽類(lèi)化合物用醇溶液溶解，形成含有稀土元素RE的醇鹽溶液；
[0025]S2，向所述含有稀土元素RE的醇鹽溶液加入第一配體，第一配體與稀土元素RE進(jìn)行配位反應(yīng)得到混合液，其中所述第一配體為含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體和/或丙烯酸類(lèi)脂肪族配體；以及
[0026]S3，向所述混合液加入第二配體，第二配體與稀土元素RE進(jìn)行配位反應(yīng)得到REOMMA線(xiàn)性配合物，其中所述第二配體為甲基丙烯酸甲酯，所述第一配體和第二配體在稀土元素RE的兩側(cè)配位連接而形成線(xiàn)性結(jié)構(gòu)。
[0027]在步驟SI中，通過(guò)所述醇溶液將含有稀土元素RE的鹽類(lèi)化合物充分溶解，而形成醇鹽溶液?？梢岳斫?，該醇鹽溶液中不含有水或者基本不含有水。所述醇溶液為乙醇、甲醇、丙二醇、異丙醇中的至少一種。該含有稀土元素RE的醇鹽溶液的制備即溶解過(guò)程可在常溫下進(jìn)行，也可在加熱的條件下進(jìn)行。
[0028]所述含有稀土元素RE的鹽類(lèi)化合物的制備方法如下:先將稀土氧化物用酸溶液溶解，形成稀土鹽類(lèi)的溶液;然后加熱該稀土鹽類(lèi)的溶液以除去酸和水。所述酸溶液用于將稀土氧化物溶解而形成鹽類(lèi)化合物。該稀土鹽類(lèi)的溶液的制備可在常溫下進(jìn)行，也可在加熱的條件下進(jìn)行，只要可使該稀土氧化物溶解即可。所述酸溶液的用量不做限制，只要將所述稀土氧化物溶解即可。所述酸溶液中酸的摩爾濃度不限，優(yōu)選可為0.1mo 1/L?2moI/L。優(yōu)選的，所述酸溶液中酸與所述稀土氧化物的摩爾比例為(I?5):1。所述酸溶液為硝酸、鹽酸、硫酸中的至少一種。優(yōu)選的，所述酸溶液為鹽酸，其較易揮發(fā)，以利于后續(xù)的去除過(guò)程。所述加熱該稀土鹽類(lèi)的溶液以除去酸和水，得到含有稀土元素RE的鹽類(lèi)化合物可具體為:將該稀土鹽類(lèi)的溶液加熱至100°C，以蒸干酸和水。所述稀土元素RE為Eu、Y、La、Ce、Pr、Nd、Dm、Yb、Er、Lu、Ho、Dy、Tb、Sm 中的至少一種。
[0029]在步驟S2中，如圖1所示，該第一配體與稀土元素RE進(jìn)行配位，而連接在稀土元素RE的一側(cè)。所述第一配體選擇為含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體和/或丙烯酸類(lèi)脂肪族配體，該第一配體具有大鍵或者不飽和的碳碳雙鍵而利于與稀土元素RE進(jìn)行配位連接。該步驟S2的反應(yīng)溫度可為20攝氏度?35攝氏度，反應(yīng)時(shí)間可為48小時(shí)?50小時(shí)。所述含有稀土元素RE的醇鹽溶液中的稀土元素RE的醇鹽與所述第一配體的摩爾比為(I?1.2):1。
[0030]所述含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體為苯甲酸及其衍生物、琳啡羅琳及其衍生物中的至少一種，所述丙烯酸類(lèi)脂肪族配體為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸中的至少一種。
[0031]在步驟S3中，如圖1所示，第二配體甲基丙烯酸甲酯(簡(jiǎn)稱(chēng)MMA)與稀土元素RE進(jìn)行配位而在稀土元素RE的另一側(cè)進(jìn)行配位連接，最終形成一線(xiàn)性結(jié)構(gòu)。所述第二配體與所述含有稀土元素RE的醇鹽溶液中的稀土元素RE的醇鹽的摩爾比例為(2?2.5):1。該步驟S3的反應(yīng)溫度可為20攝氏度?35攝氏度，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)?6小時(shí)。
[0032]本發(fā)明還提供一種REOMMA線(xiàn)性配合物，其包括稀土元素RE以及在稀土元素RE的兩側(cè)配位連接的第一配體和第二配體。所述第一配體、稀土元素RE與第二配體形成線(xiàn)性結(jié)構(gòu)。所述第一配體為含芳香環(huán)結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體和/或丙烯酸類(lèi)脂肪族配體，所述第二配體為甲基丙烯酸甲酯。
[0033]本發(fā)明還提供一種RE0PMMA復(fù)合材料。將上述得到的REOMMA線(xiàn)性配合物進(jìn)行聚合反應(yīng)，即可得到RE0PMMA復(fù)合材料。該聚合過(guò)程與現(xiàn)有的PMMA的制備過(guò)程相同，在此不做贅述。
[0034]所述的RE0PMMA復(fù)合材料可在顯示和照明中的應(yīng)用。具體的，該RE0PMMA復(fù)合材料具有自發(fā)光的特點(diǎn)，可利用LED的本征發(fā)光(藍(lán)光)作為激發(fā)光源，將RE0PMMA復(fù)合材料做成平板狀，將整個(gè)平板作為發(fā)光單元使用。該RE0PMMA復(fù)合材料可以大幅度提高能量的利用效率，并且在光源的均勻性，穩(wěn)定性和能效比方面具備突出的優(yōu)勢(shì)。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的REOMMA線(xiàn)性配合物及其應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn):第一，稀土熒光材料具有濃度淬滅特性，摻雜比例過(guò)高即濃度增加導(dǎo)致激活粒子之間的交叉弛豫，共振增強(qiáng)，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度降低，而本申請(qǐng)中由于通過(guò)在稀土元素RE