[发明专利]一种阴离子型稀土配合物与水滑石复合发光超薄膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合发光材料技术领域，特别是提供了一种稀土配合物[RE(DBM)₃bath]与水滑石复合发光超薄膜及其制备方法。

背景技术

近年来，稀土有机配合物得到了长足发展，一批性能优越的功能稀土配合物材料极大地推动了稀土化学和稀土材料科学的进步。稀土有机配合物的受激发配体通过无辐射分子内能量传递将受激能量传递给中心稀土离子，使稀土有机配合物发出稀土元素的特征荧光。稀土有机配合物兼具稀土离子发光效率高、颜色纯度高和有机配体所需激发能量低、吸收效率高、分子结构可调的优点，在激光、光致发光、电致发光等领域具有潜在的应用价值而得到科技界和产业界的广泛关注。目前诸多报道的稀土有机配合物多为中性化合物，其水溶性和成膜性相对较差，抑制了稀土配合物薄膜材料未来的器件化发展。

双金属复合氢氧化物又称为水滑石(Layered Double Hydroxides,简写为LDHs)是一种新型的多功能层状材料，其具有层板金属元素可调，层间离子可交换等多种优点。水滑石材料通过在有机溶剂中进行机械搅拌的方式可剥离成高度分散的单层纳米片，然后基于静电力，氢键，亲疏水等作用力可将剥离的层板与不同功能特性的聚合物阴离子通过层层自组装的方法，组装成为有序排列的薄膜材料。

将带有负电荷的具有光电特性的金属配合物与水滑石纳米片进行交替组装，形成复合超薄膜，有利于实现金属配合物在分子尺度上的定向排列和均匀分散，消除由于聚集产生的荧光淬灭。然而，由于组装作用力的限制，将水滑石纳米片与光功能特性的稀土有机配合物阴离子进行组装形成超薄膜的研究至今还未见报道。

本发明密结合目前稀土配合物发光材料固定化和成膜化存在的问题，通过引入水溶性配体单元合成出新型阴离子型稀土配合物，并以超分子层状结构光功能材料的分子设计和组装为切入点，设计了以LDHs为主体，稀土有机配合物分子为客体，经插层组装制备稀土有机超分子结构光功能材料。利用LDHs层间阴离子种类和数量的可调控性，通过调变插层组装到LDHs层间稀土配合物的种类和数量，实现对插层结构荧光强度的调控，得到发光亮度和强度可控的单色发光薄膜材料。从而有利于提高稀土配合物的化学稳定性和荧光稳定性，并延长稀土配合物发光材料的寿命，为稀土配合物材料的有序化和薄膜化提供了新的思路。

发明内容

本发明的目的在于提供稀土有机配合物[RE(DBM)₃bath](其中RE为Eu,Tb,Dy等稀土离子;DBM为第一配体：二苯甲酰基甲烷；bath为第二配体：红菲绕啉二磺酸钠)与水滑石复合的红光发光超薄膜及其制备方法。本发明将水滑石作为一种新型材料应用于与稀土有机发光配合物的组装，为稀土有机配合物在分子尺度上的均匀分散和薄膜制备提供解决方案。

本发明的技术方案是将稀土有机配合物[RE(DBM)₃bath]与在有机溶剂中剥离的水滑石纳米片经层层组装方法，形成结构有序的稀土有机配合物/水滑石超分子层状材料。该复合材料充分利用了水滑石的刚性结构和二维空间的限域作用以及主客体相互作用，实现了发光稀土有机配合物的固定化。

本发明的稀土有机配合物[RE(DBM)₃bath]与水滑石复合发光超薄膜的制备步骤如下：

1.阴离子稀土配合物的制备：

a.将摩尔比为1:3:1的Eu，Tb，Dy的氯化物，第一配体二苯甲酰基甲烷(DBM)，第二配体水合红菲绕啉二磺酸钠(bath)分别溶于去离子水、无水乙醇和去离子水中。

b.将第一配体加入到稀土氯化物的溶液后，滴加NaOH溶液，调节pH至6-7，最后在水浴条件下不断搅拌下加入第二配体，有淡黄色沉淀生成，继续搅拌1-3小时后，冷却至室温。离心后，去掉液体部分，加去离子水洗涤，再次离心。重复此过程。将得到的[RE(DBM)₃bath]干燥备用。

2.硝酸根水滑石前体的制备：

共沉淀法：