[发明专利]一种多核稀土有机配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及稀土有机发光材料领域，具体涉及一种多核稀土有机配合物及其制备方法和应用。

背景技术

稀土金属有机配合物具有发射光谱谱带尖锐、半峰宽度窄(不超过10nm)、色纯度高、修饰配体不影响中心离子的发射光谱等优点；此外，稀土配合物由于发光不受自旋定律的控制，内量子效率理论上可达100％，这些独特的优点使其成为近年来电致发光领域的热点研究之一。

稀土配合物的发光属于配体微扰的中心离子发光，发光波长取决于稀土金属离子，其发射峰为尖锐的发射谱带，几乎不受配体的影响。稀土有机配合物的发光机制是有机配体吸收能量后被激发到单重态，然后通过系间窜跃将能量传递给激发三重态，再由激发三重态将能量传递给稀土中心离子，最后稀土中心离子由激发态通过辐射跃迁向基态释放能量，从而发光。从稀土有机配合物的发光机理可知，稀土配合物的荧光强度取决于配体的吸收强度、配体到稀土中心离子的能量传递效率以及稀土中心离子自身的荧光效率。对于同一种稀土离子，其自身荧光效率是无法改变的，因此选择高效的配体将有助于获得具有优良荧光性能的稀土有机配合物。

近年来，已见合成高效有机配体的报道。加州大学M.R.Robinson et al(M.R.Robinson et al，Chem.Commun.，2000，1645)利用克莱森缩合反应制备了既含有空穴传输单元咔唑基，又含有三个柔性基团甲氧基的β-二酮化合物，该化合物与铕和哕啉配位后形成的配合物作为发光层制备了单层电致发光器件，咔唑基团增加了配体的空穴传输性能，器件的量子产率为0.3％。中山大学龚孟濂教授(M.L.Gong.，et al，J.Phys.Chem.A 2009，113，12885)实验小组制备了一系列咔唑基β-二酮衍生物-铕-菲哕啉络合物Eu(N-Cx)₃phen，其中N-Cx为咔唑环上N原子位置的氢被不同烷基取代的β-二酮衍生物，这些络合物具有很好的热稳定性，咔唑基具有空穴传输性能，因此能量从配体传向中心离子铕时效率更高。北京大学黄春辉院士(C.，H.，Huang.，et al，Chem.Commun.，2003，702)实验小组在二配体菲哕啉上引入了三苯胺空穴传输单元，与铕配位后形成一络合物，用该络合物制作的单层器件具有较好的发光性能，启动电压为8v，在电压为13.5v电流密度为280mA/cm²时，铕的纯红光特征发射亮度为19cd/m²；用该络合物制备的四层器件启动电压仅为6v，最大发光亮度为1305cd/m²，外量子产率为0.85％。

一般认为，好的荧光材料除了具备一定的电致发光性能之外，还应当有优良的光致发光性能、载流子传输性能、热稳定性能以及一定的成膜性能。上述几种有机配体制成的配合物虽然具有一定的电致发光性能和热稳定性能，但总体性能还不够全面。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种光致发光性能和电致发光性能优良、稳定性好、溶解性优良、易于成膜以及成本低廉的多核稀土有机配合物。

本发明的另一目的在于提供上述多核稀土有机配合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述多核稀土有机配合物作为荧光材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种多核稀土有机配合物，其结构通式如式Ⅰ所示：

其中，RE为Eu³⁺或Tb³⁺；R为H或-CH₃；R₁为-CH₃、-CF₃、苯基或萘基；R₂为-CH₃、噻吩基、苯基或萘基。

上述多核稀土有机配合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)取1，10-邻菲哕啉与式Ⅱ所示Tris-β-二酮按摩尔比1～15∶1混合，加入四氢呋喃，搅拌，使固体溶解，将反应物升温至40～90℃；式Ⅱ的Tris-β-二酮含有三个β-二酮单元，能够同时与三个稀土原子进行配位；而1，10-邻菲哕啉具有稳定有机配合物的作用，并且能提高有机稀土配合物的发光性能；

(2)将RECl₃·6H₂O加入到步骤(1)的反应体系中，RECl₃·6H₂O与式Ⅱ所示Tris-β-二酮的摩尔比为1～10∶1，40～90℃下继续反应0.5～1.5h；