本發(fā)明屬于光學(xué)材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于反式烏頭酸配體的發(fā)綠光的晶態(tài)鋱(III)熒光材料：[Tb(L)(DMF)(H₂O)₂]_n(其中，L為反式烏頭酸根陰離子，DMF為N,N-二甲基甲酰胺)，及其制備方法以及其作為熒光材料在發(fā)光分子器件和熒光探針等領(lǐng)域的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著無(wú)機(jī)多孔材料以及合成化學(xué)的迅猛發(fā)展，金屬有機(jī)框架材料(Metal Organic Frameworks，MOFs)作為一種新型的多孔材料近年來(lái)受到了廣泛關(guān)注。金屬有機(jī)框架材料不但具有與傳統(tǒng)沸石分子篩材料類(lèi)似的多孔晶體結(jié)構(gòu)，而且其結(jié)構(gòu)還具有可裁剪性和易功能化的特性，在催化、氣體吸附、氣體分離、光學(xué)材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。[Chem.Soc.Rev.,2008,37:191-214；Chem.Soc.Rev.,2009,38:1257-1283；Nature,2003,423:705-714]稀土離子因其具有特殊的電子結(jié)構(gòu)和成鍵特征，可以表現(xiàn)出獨(dú)特的熒光性質(zhì)，而通過(guò)與配體的作用，又可以增強(qiáng)其熒光強(qiáng)度，因此稀土配合物的研究為熒光材料分子的設(shè)計(jì)提供了廣闊的前景。目前設(shè)計(jì)和合成含有稀土離子，尤其是Eu³⁺、Tb³⁺的金屬配合物,使之作為發(fā)光分子器件和熒光探針是稀土配位化學(xué)研究領(lǐng)域的重要課題之一。[Chem.Soc.Rev.,2009,38:1477-1504]

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在開(kāi)發(fā)一種新型晶態(tài)鋱(III)熒光材料，同時(shí)提供此材料的制備方法及其作為熒光材料在發(fā)光分子器件和熒光探針等領(lǐng)域的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種晶態(tài)鋱(III)熒光材料，所述晶態(tài)鋱(III)熒光材料的分子式為[Tb(L)(DMF)(H₂O)₂]_n(其中，L為反式烏頭酸根，DMF為N,N-二甲基甲酰胺)，晶態(tài)鋱(III)熒光材料的單晶結(jié)構(gòu)具有二維層狀結(jié)構(gòu)，所述的二維層狀結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)構(gòu)筑單元包含一個(gè)三價(jià)鋱離子、一個(gè)三價(jià)反式烏頭酸根配體、一個(gè)DMF分子和兩個(gè)末端配位水分子。

所述的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的制備方法，步驟如下：將硝酸鋱、反式烏頭酸的水溶液加入反應(yīng)瓶中，然后加入DMF，在攪拌的條件下逐滴加入氫氧化鈉水溶液，將體系的pH調(diào)到2.2～3.0，攪拌5～10min后密封，在85～100℃的恒溫條件下加熱20～48h，冷卻至室溫，過(guò)濾、室溫干燥得到所述鋱(III)熒光材料。

所述硝酸鋱與反式烏頭酸的物質(zhì)的量之比為1:2～20。

以0.2mmol硝酸鋱基準(zhǔn)，所述DMF的用量為2～10mL。

以0.2mmol硝酸鋱為基準(zhǔn)，所述氫氧化鈉水溶液的濃度為0.1～2.0mol/L。

所述的晶態(tài)鋱(III)熒光材料作為發(fā)光材料在發(fā)光分子器件和熒光探針領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的合成和提純方法簡(jiǎn)單，條件溫和，成本低廉，熒光性能良好，可以滿足工業(yè)發(fā)展的需求，作為熒光材料在發(fā)光分子器件和熒光探針等領(lǐng)域具有好的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明晶態(tài)鋱(III)熒光材料單晶結(jié)構(gòu)中不對(duì)稱(chēng)鋱離子的配位環(huán)境。

圖2為本發(fā)明晶態(tài)鋱(III)熒光材料單晶結(jié)構(gòu)中反式烏頭酸配體的配位方式。

圖3為本發(fā)明晶態(tài)鋱(III)熒光材料單晶結(jié)構(gòu)的二維層狀結(jié)構(gòu)。

圖4為實(shí)施例1制備得到的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的理論(下)和實(shí)測(cè)(上)PXRD圖。

圖5為實(shí)施例1制備得到的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的固體熒光發(fā)射光譜圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步闡釋本發(fā)明，下面給出一系列實(shí)施例。這些實(shí)施例完全是例證性的，它們僅用來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的制備方法如下：

將200微升1mol/L的Tb(NO₃)₃的水溶液和2000微升0.2mol/L的反式烏頭酸的水溶液放在15mL的小瓶中，然后加入3mL DMF，在攪拌的情況下，逐滴加入1mol/L的氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)到2.5，攪拌10分鐘后密封，然后放在恒溫干燥箱中90℃恒溫加熱24h，冷卻至室溫，可得大量無(wú)色晶體，過(guò)濾，水洗三次，室溫干燥得到晶態(tài)鋱(III)熒光材料，產(chǎn)量為0.080g,產(chǎn)率為91.1％。

(1)通過(guò)Bruker D8 ADVANCE粉末X射線衍射儀對(duì)所得晶體樣品進(jìn)行表征，所得實(shí)測(cè)和理論的PXRD圖譜的峰值位置一致(見(jiàn)附圖4)，且無(wú)雜峰出現(xiàn)，證明了所得晶態(tài)鋱(III)熒光材料純度好，無(wú)雜質(zhì)。

(2)本實(shí)施例的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的晶體數(shù)據(jù)

通過(guò)Bruker D8 Quest CMOS單晶X射線衍射儀對(duì)其單晶進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)所得數(shù)據(jù)解析和精修可得到：分子式為C₉H₁₄TbNO₉，分子量為439.13，單斜晶系P_21/c空間群，晶胞參數(shù)α＝90°,β＝102.842(2)°,γ＝90°，晶胞體積V＝1325.61(12),密度為2.172g/cm³，Z＝4。

(3)本實(shí)施例的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的固體熒光發(fā)射光譜

在室溫下研究了所得晶態(tài)樣品的固體熒光(見(jiàn)附圖5)。所得配合物具有鋱離子的特征發(fā)光，在491、546、586和623nm處具有四個(gè)窄的發(fā)射帶，這可歸因于Tb³⁺離子的⁵D₄→⁷F^J(J＝6,5,4,3)躍遷。其中在546nm處峰強(qiáng)度最強(qiáng)，配合物發(fā)強(qiáng)的綠光。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的制備方法，步驟如下

將300微升1mol/L的Tb(NO₃)₃的水溶液和6000微升0.2mol/L的反式烏頭酸的水溶液放在15mL的小瓶中，然后加入6mL DMF，在攪拌的情況下，逐滴加入2mol/L的氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)到3.0，攪拌8分鐘后密封，然后放在恒溫干燥箱中100℃恒溫加熱48h，冷卻至室溫，過(guò)濾、室溫干燥得到所述鋱(III)熒光材料。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的制備方法，步驟如下

將100微升1mol/L的Tb(NO₃)₃的水溶液和5000微升0.2mol/L的反式烏頭酸的水溶液放在15mL的小瓶中，然后加入5mL DMF，在攪拌的情況下，逐滴加入1mol/L的氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)到2.8，攪拌5分鐘后密封，然后放在恒溫干燥箱中95℃恒溫加熱24h，冷卻至室溫，過(guò)濾、室溫干燥得到所述鋱(III)熒光材料。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的制備方法，步驟如下

將500微升1mol/L的Tb(NO₃)₃的水溶液和8000微升0.2mol/L的反式烏頭酸的水溶液放在30mL的小瓶中，然后加入12mL DMF，在攪拌的情況下，逐滴加入2mol/L的氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)到2.0，攪拌6分鐘后密封，然后放在恒溫干燥箱中85℃恒溫加熱20h，冷卻至室溫，過(guò)濾、室溫干燥得到所述鋱(III)熒光材料。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的晶態(tài)鋱(III)熒光材料的制備方法，步驟如下

將50微升1mol/L的Tb(NO₃)₃的水溶液和5000微升0.2mol/L的反式烏頭酸的水溶液放在15mL的小瓶中，然后加入2.5mL DMF，在攪拌的情況下，逐滴加入0.1mol/L的氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)到2.5，攪拌10分鐘后密封，然后放在恒溫干燥箱中90℃恒溫加熱30h，冷卻至室溫，過(guò)濾、室溫干燥得到所述鋱(III)熒光材料。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。