专利名称：一种笼型低聚倍半硅氧烷及其稀土离子发光材料的制作方法
技术领域：
本发明属于稀土功能材料领域，具体为一种笼型低聚倍半硅氧烷及其稀土离子发光材料的制备方法。
背景技术：
稀土离子由于独特的4f层电子构型，因而具有优异的发光性能(如色纯度高、荧光寿命长、发射谱线丰富等)，在冶金工业、石油化工、贮氢、玻璃陶瓷、永磁材料、发光材料等领域有着潜在的应用价值。聚硅倍半氧烷的分子通式为(RSi03/2)n(分子中O与Si的原子比为3:2)，式中的R可以为H、烷基、亚烃基、芳基、亚芳基或这些基团的取代基。聚硅倍半氧烷存在无规、笼型、梯形、桥型等结构，其中具有笼型结构的聚硅倍半氧烷称为多面体低聚硅倍半氧烷(简称P0SS)。POSS的分子结构是一杂化结构，可以分为以S1-O键构成的无机骨架和外部有机基团构成的有机部分。在POSS多面体结构中，S1-O-Si键中两硅原子之间的直线距离为
O.5nm,相邻Si原子上所带的有机基团间的直线距离为1. 5nm,被认为是能够存在的最微细的氧化硅形式。位于POSS多面体顶点的Si原子上的取代基可以是各种反应性或非反应性的基团，通过改变连接在Si端点上的有机基的种类，可赋予POSS反应性或功能性，得到所需性能的P0SS。鉴于POSS是一种新型结构的纳米粒子，是一种制备新型无机-有机杂化材料的基体，因此将POSS与稀土离子结合起来无疑是一个值得研究的课题，目前在该方面的研究报道尚不多见。
发明内容
本发明的目的是合成一种新型笼型低聚倍半硅氧烷/稀土离子发光材料。以八乙烯基笼型低聚倍半硅氧烷(VPOSS)为基体，在VPOSS多面体顶点的Si原子连接的双键上嫁接三联吡啶衍生物(TpySH)，制成新型笼型低聚倍半硅氧烷(VP0SS-8TpySH)。一方面它能够和稀土离子配位形成金属配合物，另一方面它能够吸收能量并能将其所吸收的能量传递给稀土离子，因此我们将三联吡啶衍生物(TpySH)嫁接在VPOSS中来制备新型发光材料。本发明解决该技术问题所采用的技术方案一种笼型低聚倍半硅氧烷(VP0SS_8TpySH)，其结构式为
权利要求
1.一种笼型低聚倍半硅氧烷(VP0SS-8TpySH)，其特征为该物质的结构式为
2.如权利要求1所述的笼型低聚倍半硅氧烷(VP0SS-8TpySH)的制备方法，其特征为包括以下步骤 按摩尔比八乙烯基笼型低聚倍半硅氧烷(VPOSS):三联吡啶衍生物(TpySH) = 1:8的配比，将VPOSS与TpySH加入反应器中，以三氯甲烷作溶剂将其溶解，加入与原料VPOSS质量比2%的正丙胺作催化剂，加热搅拌至溶液无色澄清，悬蒸除溶剂，洗涤、干燥后得以VPOSS为基体制备的笼型低聚倍半硅氧烷，记作VP0SS-8TpySH。
3.—种笼型低聚倍半硅氧烷/稀土离子发光材料，其特征为该材料的结构式为
4.如权利要求3所述的笼型低聚倍半硅氧烷(VP0SS-8TpySH)/稀土离子发光材料的制备方法，其特征为包括以下步骤 将按以上方法制得的新型笼型低聚倍半硅氧烷(VP0SS-8TpySH)，按摩尔比VP0SS-8TpySH:稀土配合物=1:4的配比，先将VP0SS_8TpySH用三氯甲烷将其溶解，再与稀土氯化物溶液一并加入反应器中，加热搅拌至溶液成为均相、离心沉淀后得稀土发光材料。
5.如权利要求4所述的笼型低聚倍半硅氧烷(VP0SS-8TpySH)/稀土离子发光材料的制备方法，其特征为所述的稀土氯化物为 NdCl3、SmCl3、EuCl3、GdCl3、HoCl3、ErCl3、YbCl3、TmCl3或 DyCl3。
全文摘要
本发明为一种笼型低聚倍半硅氧烷及其稀土离子发光材料。该材料以八乙烯基笼型低聚倍半硅氧烷(VPOSS)为基体，在VPOSS多面体顶点的Si原子连接的双键上嫁接三联吡啶衍生物(TpySH)，制成新型笼型低聚倍半硅氧烷(VPOSS-8TpySH)。一方面它能够和稀土离子配位形成金属配合物，另一方面它能够吸收能量并能将其所吸收的能量传递给稀土离子。本发明所得稀土化合物/低聚倍半硅氧烷材料发光色彩丰富，色纯度高，荧光寿命长(0.58ms)，量子效率高(19.8)，热稳定性好(400℃)和光稳定性强，是一种很有价值的光学材料，可以应用在显示显像、新光源、X射线增光屏等领域。
文档编号C07F7/21GK103044481SQ201310010908
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者李焕荣, 张盼宁, 陈晓凡 申请人:河北工业大学