一种单稀土掺杂离子胶体白光材料的制备方法与流程

本发明涉及一种白光材料，具体涉及一种掺杂稀土铕配合物的聚合离子胶体白光材料及其制备方法。

背景技术：

稀土元素由于具有独特的发光特性，一直以来都是发光材料的首选研究对象。以稀土元素制备的发光材料多种多样，其中利用最为广泛的是日光灯灯管使用的三基色荧光粉，近年来，随着发光材料应用领域的多样化，人们提出了各种各样的新型稀土发光材料，稀土杂化发光材料就是其中一种多元体系复合的新型稀土发光材料。为了提高稀土杂化材料的发光效率，最有效的方法就是引入适当的有机配体与稀土离子配位，引入的有机配体通过“天线效应”（分子内的能量传递），敏化中心离子发光，可以有效的增强稀土离子的荧光性能，并降低稀土元素的使用量。基于这种思路，在过去的几十年中，国内外各大稀土发光材料研究团队设计与合成了形形式式的稀土杂化发光材料。其中以发红光的稀土铕杂化材料和绿光的稀土铽杂化材料研究最为集中，同时也有许许多多的研究目光投向了利用稀土元素合成新型白光材料，以期制造能耗更低，量子效率更高，消耗稀土更少的白光材料。但是一般的稀土白光材料，往往都是需要两种或者三种稀土元素的相互配合，在制备之时需要将多种稀土元素的比例进行多次调整才能实现较好的白光效果，因此到目前为止真正实现商用的稀土杂化白光材料较为少见。为了实现单稀土白光材料，通用的思路就是找一种本身有荧光性能的基质材料让其和某种稀土元素的发光互补从而实现构筑白光材料的目的。

离子胶体是近年来材料研究领域兴起的一个研究热点，它是以离子液体为主要原料进行组装制备的胶体材料，由于其继承了离子液体良好的导电能力，因此备受电化学、光电材料等研究人员的重视。近年来，以离子液体和稀土元素构筑而成的稀土离子胶体发光材料也受到了发光材料研究人员的重视，国内外许多科研团队也合成了多种多样的稀土离子胶体发光材料，且都具有较好的荧光性能。这种新型的稀土离子胶体发光材料，可兼具稀土独特的光学性质和离子液体的导电性能，对研究新型光电材料来说有着重要的意义。

技术实现要素：

本发明基于上述背景，提出了一种单稀土铕配合物掺杂的聚合离子胶体白光材料及其制备方法。

本发明的主要特征在于选用具有荧光特征的聚合型离子液体作为溶剂和单体，掺入聚合型稀土铕三元配合物，在一定条件下共聚，然后除去溶剂并将产物在一定条件下烘干即可得到白光型离子胶体荧光材料。

具体技术方案如下：

1、将1-乙烯基咪唑与正溴丁烷按一定比例混合，于一定温度下反应一段时间，反应物经过纯化后即可得1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐。将所得1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐与四氟硼酸盐、六氟磷酸盐或双三氟甲基磺酰亚胺锂等进行离子交换即可获得聚合型室温离子液体。

2、将稀土铕氯化物、b二酮类配体与聚合型配体（如丙烯酸等）在溶液中进行配位，产物经过洗涤、纯化、干燥后即可得聚合型稀土配合物。

3、将聚合型离子液体和聚合型稀土铕配合物按一定比例溶解于dmf中，并按一定比例加入热引发剂，超声分散，除氧气，热引发聚合。反应结束后除去溶剂，然后将产物在一定温度下真空干燥即可得白光型离子胶体荧光材料。

相对于现有技术，本发明的有益效果主要体现在提供了一种简单有效的单稀土白光材料和技术，本发明的实验条件温和可控，实验条件简单、易重复，很容易实现工业化生产，同时只用到了一种稀土元素，且稀土用量较少，可有效控制产品的成本，同时本发明描述的白光离子胶体在光、电材料研究领域也大有用途。

附图说明

图1为实施例1的产品在紫外光照射下的发光效果示意图。

图2为实施例1的产品所测荧光发射数据对应的cie示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明所描述的内容并不局限于此。

实施例1：

1、将50gn-乙烯基咪唑和60g氯代正丁烷加入250ml的圆底烧瓶中，70℃恒温水浴下搅拌回流反应72h，反应完毕自然冷却，再放入冰箱中两相分离，然后加入乙酸乙酯进行3次洗涤，经旋转蒸发除去残留的乙酸乙酯，于真空干燥箱中60℃下干燥至恒重，得略显淡黄色粘稠液体，即目标物氯化1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐.将1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐加到单口烧瓶中,加入稍过量等摩尔的四氟硼酸钠。以甲醇为溶剂,室温下,磁力搅拌24小时,用漏斗滤出反应液,减压蒸馏除去滤液中的甲醇,加入二氯甲烷,过滤,除去析出的白色固体,滤液经减压蒸馏出二氯甲烷,剩余产物在40℃真空干燥既得聚合型离子液体。

2、配一氯化铕的乙醇溶液，加入三倍当量的tta乙醇溶液，60℃下油浴搅拌，反应1小时，加入一倍当量丙烯酸钠乙醇溶液，用乙醇钠调节ph至7，反应4-5小时，冷却，加入去离子水促沉，过夜陈化，过滤分离，环己烷洗涤，真空干燥，既得聚合型铕配合物。

3、将聚合型离子液体1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐和聚合型铕稀土配合物按一定（100：1）溶解于dmf中，搅拌，加入aibn（3%），超声分散10min，抽真空，充氮气（重复三次）。然后将体系置于油浴锅上60摄氏度下搅拌反应20h，随后终止反应，离心除去dmf，并用环己烷多次洗涤除去未反应的小分子，然后将产物在70摄氏度下真空干燥，即得到目标材料。

实施例2：

1、将50gn-乙烯基咪唑和60g氯代正丁烷加入250ml的圆底烧瓶中，80℃恒温水浴下搅拌回流反应72h，反应完毕自然冷却，再放入冰箱中两相分离，然后加入乙酸乙酯进行3次洗涤，经旋转蒸发除去残留的乙酸乙酯，于真空干燥箱中60℃下干燥至恒重，得略显淡黄色粘稠液体，即目标物氯化1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐。将1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐加到单口烧瓶中,加入稍过量等摩尔的六氟磷酸钾。以乙醇为溶剂,室温下,磁力搅拌10小时,用漏斗滤出反应液,减压蒸馏除去滤液中的乙醇,加入二氯甲烷,过滤,除去析出的白色固体,滤液经减压蒸馏出二氯甲烷,剩余产物在40℃真空干燥既得聚合型离子液体。

2、配一氯化铕的乙醇溶液，加入三倍当量的tfa乙醇溶液，60℃下油浴搅拌，反应1小时，加入一倍当量丙烯酰胺乙醇溶液，用乙醇钠调节ph至7，反应3小时，冷却，过夜陈化，过滤分离，环己烷洗涤，真空干燥，既得聚合型铕配合物。

3、将聚合型离子液体1-乙烯基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐和聚合型铕稀土配合物按一定（150：1）溶解于dmf中，搅拌，加入aibn（5%），超声分散10min，抽真空，充氮气（重复三次）。然后将体系置于油浴锅上70摄氏度下搅拌反应15h，随后终止反应，离心除去dmf，并用环己烷多次洗涤除去未反应的小分子，然后将产物在70摄氏度下真空干燥，即得到目标材料。

技术特征：

技术总结
本发明公布了一种单稀土掺杂离子胶体白光材料的制备方法，主要的技术特征在于通过利用具有荧光特性的聚合离子胶体作为基质材料，仅通过掺与一定量的稀土铕配合物，就实现了让材料在紫外光照射下发出白光的效果。制备材料的过程中利用到了聚合型离子液体作为溶剂和聚合单体，引入了聚合型稀土铕三元配合物作为发光互补单元，通过简单的热引发聚合即可制得目标产物。

技术研发人员：汪美玉;黄观;李秋平
受保护的技术使用者：宁波工程学院
技术研发日：2017.06.09
技术公布日：2017.09.26