[发明专利]层状氢氧化铽纳米复合体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于发光材料合成领域，尤其涉及层状氢氧化铽纳米复合体及其制备方法。

背景技术

发光材料是指各种形式能量激发下能发光的物质。自然界中的许多物质，包括无机化合物和有机化合物，或多或少均可以发光。发光材料是一种精细高技术产业，广泛应用在工业、医学、交通及军事领域。发光材料按其组分可分为无机发光材料和有机发光材料。

在众多的发光材料中，稀土元素因其特殊的电子结构，在光学方面具有特殊的性质，从而成为发展高新技术产业的关键元素，在信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋六大新科技群中有着重要的作用。稀土化合物的发光是基于稀土离子的4f电子在不同能级之间跃迁产生的，位于内层的4f电子在不同能级之间的跃迁，产生了大量的吸收和荧光发射光谱的信息。但在稀土离子的激发光谱中，f-f跃迁属于禁戒跃迁的窄谱带，强度较弱，不利于吸收激发光能，使得稀土离子的发光效率不高。

为增强稀土离子的发光效率，通常利用稀土离子的d-f跃迁和电荷迁移带的较宽的吸收谱带以提高其对激发光能的吸收，然后将这部分能量传递给稀土离子，进而使其发光效率得到提高。

1942年Weissman发现稀土有机配合物的发光现象，在一定程度上解决了上述问题，但是配合物光、热稳定性差的固有缺陷极大地限制了它的应用范围。

研究表明，稀土掺杂到无机固体材料也可增强其原有的发光性能，并且无机固体材料性能稳定，其中，层状稀土氢氧化物（layered rare-earth hydroxides，简称LRHs）是一类新型的层状金属氢氧化物材料，既具有稀土离子的特征发光性能，又融合了层状氢氧化物自身的结构稳定、组成可调、层间离子可交换等优点，因此是近年来稀土类无机化合物、层状化合物以及稀土发光材料等的研究热点之一。

本发明考虑将层状稀土氢氧化物的稳定性与有机化合物敏化稀土离子的特性，制备出有机物、稀土离子、层状金属氢氧化物的无机层状材料三者复合的杂化材料，进一步提高稀土离子的发光效率。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供层状氢氧化铽纳米复合体及其制备方法，该层状氢氧化铽纳米复合体结构稳定且发光效率高。

本发明提供了一种层状氢氧化铽纳米复合体，包括层板与层间阴离子；所述层板为铽氢氧化物；所述层间阴离子包括有机化合物的阴离子；所述有机化合物含有苯环结构。

优选的，所述铽氢氧化物为铽离子与氢氧根和水配位形成配位数为8的十二面体和9的单帽四方反棱柱结构。

优选的，所述有机化合物为对苯二甲酸、苯甲酸、联苯二甲酸或4-联苯甲酸。

优选的，所述有机化合物物的阴离子在层板间呈单层排布或交替双层反向平行排布。

本发明还提供了一种层状氢氧化铽纳米复合体的制备方法，包括以下步骤：

A）将层状铽氢氧化物、有机化合物、碱金属氢氧化物、有机溶剂与水混合，加热进行水热反应1，得到层状氢氧化铽纳米复合体；所述有机化合物包含苯环结构；所述有机溶剂可与水互溶。

优选的，所述步骤A）具体为：

将有机化合物、碱金属氢氧化物与有机溶剂混合，然后加入层状铽氢氧化物与水，加热进行水热反应1，得到层状氢氧化铽纳米复合体。

优选的，所述层状铽氢氧化物与有机化合物的电荷比为（1：1）～（0.5：30）。

优选的，所述层状铽氢氧化物的层间阴离子为一价无机阴离子。

优选的，所述层状铽氢氧化物的层间阴离子为硝酸根离子或氯离子。

本发明还提供了一种层状氢氧化铽纳米复合体的制备方法，包括以下步骤：

将可溶性铽盐、尿素或六次甲基四胺、有机化合物的碱金属盐与水混合，加热进行水热反应2，得到层状氢氧化铽纳米复合体；所述有机化合物包含苯环结构。