[发明专利]一种发白光的稀土-高分子纳米球的制备方法

说明书

本发明公开了一种发白光的稀土‑高分子纳米球的制备方法，包括如下步骤：首先配制出氯化铕和氯化铽的溶液。然后通过RAFT聚合合成两亲性嵌段聚合物，配制成聚合物溶液。将两亲性嵌段聚合物、有机小分子配体邻菲罗啉与稀土离子配位络合。聚丙烯酸PAA段、邻菲罗啉与稀土络合形成网络结构，而聚苯乙烯PS段则可分散在N,N‑二甲基甲酰胺溶液中。稀土离子诱导聚合物自组装形成纳米球，呈规则的球形，得到发白光的纳米球。本发明工艺简单，可将紫外光转化为白光，可以减少紫外光对器件的损害，延长使用寿命，同时对环境友好。

技术领域

本发明涉及一种发白光的稀土-高分子纳米球的制备方法，属于发白光的高分子稀土纳米球制备技术领域。

背景技术

稀土类元素具有十分丰富的电子能级，其4f轨道电子独特的跃迁性能使其具有多种发光特性,其跃迁呈线性谱带且比较尖锐，而且光谱形状几乎不会受到温度的影响。由于稀土离子具有特殊的电子结构，所以能够表现出许多优良的光学、电磁学等独特的性质。但是稀土离子在近紫外光区的吸收很弱，如果直接单独用稀土离子作为发光材料，就会使得材料的发光强度非常的低，其应用领域也会受到限制。这就需要加入有机配体来增强其发光强度。将稀土元素与有机配体特别是大分子进行络合，不仅可以增强其发光强度而且在很大程度上使这些独特的性质得到改变、修饰和增强。有机大分子具有原料较多、合成工艺简单方便、材料重量较小、较强的抗压以及抗冲击的能力、所用成本小等优于其他材料的特点。如果将两者进行复合，就能将两者优良的特性结合在一起，制备出兼具两者优点的新型功能材料。

稀土发光材料是稀土功能材料中最为引人注目的，是一种很有发展潜力的新型功能材料。稀土发光材料最早是从1886年人们用硝酸钍加入少量稀土制作白炽灯罩开始的。直到20世纪60年代以后，稀土分离、提纯技术的研究使得稀土的应用取得了重大的进步，被广泛地应用于光吸收和保护材料、农业用材料、荧光防伪材料和生物医疗等诸多领域。进入21世纪后稀土发光材料更是成为了当今研究的热门课题。其中，可发白光的稀土材料更是得到人们的广泛关注。可发白光的稀土-高分子纳米球具有在照明和环保等领域具有广阔的应用前景。所以，发白光的稀土-高分子纳米球的制备具有重大的研究意义。

发明内容

本发明利用稀土离子可诱导聚合物自组装，提供了一种发白光的稀土-高分子纳米球的制备方法。

本发明提供一种发白光的稀土-高分子纳米球的制备方法，其制备过程包括如下步骤：

a在搅拌条件下，将氧化铕溶解于盐酸中，完全溶解后加热蒸至糊状，然后移至烘箱烘干，制得氯化铕晶体。

b在搅拌条件下，将氯化铕晶体溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，制得一定浓度的氯化铕溶液。

c在搅拌条件下，将氧化铽溶解于30％的双氧水中，充分溶解后加入过量的浓盐酸，加热蒸干至糊状，后移至烘箱烘干，制得氯化铽晶体。

d在搅拌条件下，将氯化铽晶体溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中，制得一定浓度的氯化铽溶液。

e制备两亲性嵌段聚合物聚苯乙烯-b-聚丙烯酸(PS-b-PAA)或PS-b-P2VP。

f在搅拌条件下，将e中制备的两亲性嵌段聚合物PS-b-PAA或PS-b-P2VP溶解于适量的DMF溶剂中，制得一定浓度的聚合物溶液。

g在搅拌条件下，取小分子配体Phen、f中制备的聚合物溶液、b和d中制备的稀土氯化物的溶液，四者的摩尔配比为2:2:1:1，加入容器中，50-70℃加热，5-8小时，得到的液体即为可发白光的稀土-高分子纳米球溶液。