[发明专利]红色发光材料铕配位聚合物、其制备方法及基于该聚合物的复合光能转换薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及3–D有机红色发光材料铕配位聚合物的技术领域。

背景技术

目前在红、绿、蓝三基色显色材料中，红色发光材料被认为是最薄弱的一环。红色发 光材料种类少，红色发光材料寿命短、色纯度不高，而且现有红色发光材料的制备方法复 杂、成本高。配位聚合物作为一种新型分子功能材料，不仅具有丰富的拓扑结构和多样的 堆积方式，而且在气体存储、分离以及光、电、磁、手性拆分和催化等领域具有巨大的应 用潜力。

发明内容

本发明是为了解决红色发光材料寿命短、色纯度不高，及现有红色发光材料的制备方 法复杂、成本高、产率低的问题，从而提供红色发光材料铕配位聚合物、其制备方法及基 于该聚合物的复合光能转换薄膜的制备方法。

红色发光材料铕配位聚合物，分子式为C₂₁H₁₅N₃O₁₅Eu₂，该聚合物的基本结构单元中 包含两个中心金属Eu³⁺离子，三个2,3–吡啶二甲酸配体和一个水分子配体；中心金属Eu³⁺分别为中心金属Eu³⁺1离子和中心金属Eu³⁺2离子，中心金属Eu³⁺1离子呈现九配位扭曲 的三帽三棱柱构型，中心金属Eu³⁺1离子与来自六个2,3–吡啶二甲酸的七个氧原子O1、 O1A、O3、O4、O5、O7、O9，一个2,3–吡啶二甲酸的一个氮原子N1及一个配位水分子 中的一个配位氧原子O13配位成键；中心金属Eu³⁺2离子呈现九配位扭曲的反向单帽四 棱柱构型，中心金属Eu³⁺2离子与来自六个2,3–吡啶二甲酸的七个氧原子O2、O3、O6、 O7、O8、O10、O12及两个2,3–吡啶二甲酸的两个氮原子N2、N3配位成键。

红色发光材料铕配位聚合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将2,3–吡啶二甲酸和硝酸铕溶于蒸馏水中，在室温下搅拌均匀，得到混合溶 液；

步骤二、调节步骤一得到混合溶液的pH值为3～5，得到混合物；

步骤三、将步骤二得到的混合物装入聚四氟乙烯反应釜中，将所述反应釜置于温度为 110℃～130℃的环境中4天～6天，再自然冷却至室温，得到红色发光材料铕配位聚合物。

基于红色发光材料铕配位聚合物的复合光能转换薄膜的制备方法，该方法包括以下步 骤：

步骤一、将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶于二甲基甲酰胺(DMF)中，得到溶液；

步骤二、将铕配位聚合物溶于步骤一得到的溶液中，得到含0.1％～7％w/w铕配位聚 合物的混合物；

步骤三、以50.0℃～70.0℃的温度加热并搅拌步骤二得到的混合物，使混合物充分溶 解，得到混合溶液；

步骤四、将步骤三得到混合溶液均匀涂于载玻片上，将所述载玻片在温度为40.0℃ ～60.0℃的条件下保温4小时～6小时，再冷却至室温，即得到基于红色发光材料铕配位聚 合物的复合光能转换薄膜。

具有结构稳定、发光强度高和荧光寿命长的红色发光配位聚合物在有机光致发光方面 有很大的用途。金属铕配位聚合物作为发光材料具有谱带窄，色彩鲜艳，色纯度高等不可 替代的优点，且其特征发射波长在615nm左右，呈现红光发射。因此，利用金属铕与有 机配体制备合成高效的金属有机红色发光材料具有很大的研究意义和实际应用价值。

将稀土配位聚合物掺入高分子材料中，可形成稀土配合物-高分子复合材料，如稀土 配合物与PMMA掺杂后得到的薄膜材料不仅可以提高金属配合物的稳定性能，而且可以 提高其发光强度和荧光寿命。

基于以上原因，选择具有较大共轭体系的2,3–吡啶二甲酸为配体，发明合成了一种结 构新颖的金属有机红色发光材料铕配位聚合物，并将其负载在高分子材料PMMA上，得 到一种铕配位聚合物-PMMA复合光能转换材料。