本发明属荧光材料技术领域。具体是一种稀土聚合物绿色荧光材料及其制备方法。
背景技术：
荧光粉材料最早问世于1938年，早期Stokes等人合成了钨酸钙等荧光粉并用于荧光灯中。在1948年人们又开发出了磷酸盐荧光粉，此荧光粉发光性能比早期荧光粉发光性能有了显著改善。在20世纪60～70年代荧光粉得到了广泛的应用。随着对荧光粉研究的不断深入，人们开发出了三基色荧光粉，把稀土元素作为激活剂引进荧光粉中，是荧光粉的发光性能得到明显的提高。目前市场上荧光粉主要有硫化物系荧光粉，铝酸盐系荧光粉，磷酸盐系荧光粉，稀土荧光粉等。
稀土元素离子由于其特殊的电子层结构和丰富的能级，使得它成为人类发光材料的宝库。由于稀土离子的f-f跃迁属于禁戒跃迁，因此在可见光和紫外光区表现出很弱的吸收，使得单一稀土离子的发光相对较弱，但当稀土离子与有机配体配合得到配合物时，由于有机配体在紫外区常常有较大的吸收，并通过有效的分子内能量传递过程,将其激发态的能量传递给稀土离子的发射能级，从而极大地促进了稀土离子的特征发射，增强其发光效应。稀土配位聚合物荧光材料是由稀土金属阳离子和有机配体通过自组装形成的特殊化合物，它具有与无机晶体化合物相似的晶体结构，但其合成具有可调控性，因此可以通过拓扑结构的定向设计和有机官能团的拓展设计合成出具有特定性能的配位聚合。通过对有机成分和稀土离子进行科学合理地筛选与调控，控制金属离子和共轭基元的大小，可以实现对发光波长的调控。另一方面，通过对分子材料的设计，可以研究分子结构和性能之间特定的关系，探索材料的发光机理，从而为设计新型高效的荧光材料提供依据。基于此观点，我们采用水热法合成一种具有绿色发光性能的稀土聚合物荧光材料[Tb2(C12H8N2)2(C5H6O4)3]n，测试表明该化合物具有较好热稳定性和荧光性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种稀土聚合物绿色荧光材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
1.一种稀土聚合物绿色荧光材料
1)化学名称为三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽；
化学式：[Tb2(C12H8N2)2(C5H6O4)3]n。
2)结构式为
3)理化性质：外观为褐色棒状晶体，无味道，难溶于有机溶剂和水。
2.三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽的制备方法，具体操作如下：分别称取戊二酸0.0264g(0.2mmol)，邻菲罗啉0.0270g(0.15mmol)，TbCl30.0743g(0.28mmol)加入到20ml反应釜中，再加入2ml蒸馏水，搅拌混合均匀，滴入三乙胺调节pH＝5～6，装好反应釜，放置于100℃恒温箱中7天，取出反应釜使之自然冷却至室温，抽滤，并用蒸馏水洗涤，常温干燥，即为三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽。
3.化合物三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽的确认，利用APEXII CCD衍射仪确认三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽：将制备的稀土聚合物晶体在Bruke smart APEXII CCD衍射仪上，用石墨单色器单色化的Mo Kα(λ＝0.071073nm)射线，以ω-θ方式扫描。在296K下，共收集衍射点。经全矩阵最小二乘法对F2进行修正结构分析用SHELXL-97软件包完成。化合物的分子式为C39H34N4O12Tb2，相对分子量为1068.56g/mol，晶体为三斜晶系，空间群为P-1，晶胞参数为α＝83.909(2)°，β＝84.340(2)°，γ＝74.984(2)°,Z＝2。
4.化合物结构分析
该稀土聚合物荧光材料[Tb2(C12H8N2)2(C5H6O4)3]n展示二维层状结构，Tb3+离子与戊二酸相互连接，形成二维层。邻菲罗啉起到结构修饰作用，进一步与Tb3+配阳离子螯合。稀土聚合物中含有光学活性的Tb3+和邻菲罗啉分子中的共轭大π键，有利于电子跃迁和能量传递，致使该稀土聚合物具有良好的绿色荧光性能。
5.用途
光学性能测试表明，稀土聚合物具有良好的绿色荧光性能(545nm)，发光强度相当强，预计在彩色显示器、荧光标记、荧光防伪纤维、荧光涂料等领域有着重要应用价值。
本发明的优点：
本发明提供的稀土聚合物荧光材料[Tb2(C12H8N2)2(C5H6O4)3]n是通过水热合成方法生长出的晶体。本发明所采用的制备方法具有工艺简单、高效、廉价、无污染、重复性好等优点。该材料的优点是热稳定性好和发光强度强。
附图说明
图1为本发明一种稀土聚合物绿色荧光材料的荧光光谱图。
图中：纵座标为荧光强度，横座标为荧光波长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
1.三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽的制备
实施例1
三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽的制备
分别称取戊二酸0.0264g(0.2mmol)，邻菲罗啉0.0270g(0.15mmol)，TbCl30.0743g(0.28mmol)加入到20ml反应釜中，再加入2ml蒸馏水，搅拌混合均匀，滴入三乙胺调节pH为5，装好反应釜，放置于100摄氏度恒温箱中7天，取出反应釜使之自然冷却至室温，出现块状晶体。取出晶体样品用蒸馏水洗涤，常温干燥。产率83％(以TbCl3为标准)。
实施例2
三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽的制备
分别称取戊二酸0.0264g(0.2mmol)，邻菲罗啉0.0270g(0.15mmol)，TbCl30.0743g(0.28mmol)加入到20ml反应釜中，再加入2ml蒸馏水，搅拌混合均匀，滴入三乙胺调节pH为6，装好反应釜，放置于100摄氏度恒温箱中7天，取出反应釜使之自然冷却至室温，出现块状晶体。取出晶体样品用蒸馏水洗涤，常温干燥。产率83％(以TbCl3为标准)。
将制备的稀土配位聚合物晶体在Bruke smart APEXII CCD衍射仪上，用石墨单色器单色化的Mo Kα(λ＝0.071073nm)射线，以ω-θ方式扫描。在296K下，共收集衍射点。经全矩阵最小二乘法对F2进行修正结构分析用SHELXL-97软件包完成。化合物的分子式为C39H34N4O12Tb2，相对分子量为1068.56g/mol，晶体为三斜晶系，空间群为P-1，单胞参数为α＝83.909(2)°，β＝84.340(2)°，γ＝74.984(2)°,Z＝2。
2.三戊二酸·二邻菲罗啉合二铽的性能测试
通过荧光光谱仪测试表明，该聚合物在545nm处有绿色荧光，且性能良好，如图1所示。