[发明专利]具有极高荧光量子产率的稀土-钾双金属配合物

说明书

本发明采用7‑氯‑6‑氟‑1‑环丙基‑1,4‑二氢‑4‑氧‑3‑喹啉羧酸(L)与稀土盐反应，采用溶剂热法，一锅法合成了稀土‑钾双金属配合物晶态材料。制备方法步骤如下：a)将Ln_mX_n(Ln＝三价稀土离子)溶解于溶液中备用；b)将脱质子的7‑氯‑6‑氟‑1‑环丙基‑1,4‑二氢‑4‑氧‑3‑喹啉羧酸溶液用KOH调节pH后加入到a)溶液中；c)将以上混合溶液置于60℃烘箱中，一段时间后能看到无色块状晶体析出；d)将上一步得到的无色块状透明晶体过滤晾干。该方法操作简便，设计合理，操作简单，快捷，且无需贵重的仪器设备，具有很强的创造性和实用性。并且，所述的稀土‑钾双金属配合物晶态材料具有极高荧光量子产率92％，是目前报道的稀土配合物中最高的荧光量子产率数值。

技术领域

本发明涉及钾修饰的具有极高荧光量子产率的稀土配合物，还涉及利用溶剂热法合成稀土-钾双金属配合物晶态材料的方法。

背景技术

稀土元素共有17个，包含从原子序数57的镧(La)到71的镥(Lu)15种元素，加上位于同一ⅢB族的原子序数为21的钪(Sc)和原子序数为39的钇(Y)。稀土离子具有未充满的4f电子壳层，所以具有极其丰富的能级，稀土离子的4f壳层间的电子跃迁会产生丰富的吸收和发射现象。

近年来，稀土离子在光纤通信、激光系统及生物荧光探针等方面都显示出特殊的优点。荧光量子产率是指激发态分子中通过发射荧光而回到基态的分子占全部激发态分子的分数。量子产率取决于辐射和非辐射跃迁过程，即荧光发射、系间跨越、外转移和内转移等的相对速率。在文献记载的方法中，基于发光的方法因其明显的优点而得到了广泛的研究。与过渡金属配合物相比，镧系配合物具有生物毒性低、光学纯度高、发射峰锐利、发光寿命长、上转换性能好和通过“天线效应”引起的显着变色等优点。所以稀土离子引起了许多研究者的关注，稀土离子已经成为了研发高性能新型发光材料的重要宝库。

稀土配合物具有较高的荧光量子产率已有报道，但是，尚未发现稀土-钾双金属配合物具有高达92％的荧光量子产率的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土-钾双金属配合物晶态材料及其制备方法，所述的稀土-钾双金属配合物晶态材料具有极高荧光量子产率。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种稀土-钾双金属配合物晶态材料，其特征在于：由稀土(III)元素以及7-氯-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸构筑，稀土-钾双金属配合物晶态材料的分子式为{[LnKL₄(H₂O)₂]·H₂O}_n(Ln＝稀土离子，L＝7-氯-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸)；所述稀土簇合物晶体中的Ln(III)簇合物结晶于三斜晶系P-1空间群：晶胞参数是α＝70.492(3)°～71.1140(4)°，β＝82.688(4)°～89.501(3)°，γ＝69.522(3)°～76.288(3)°，Z＝2。

优选的，所述的稀土(III)元素为Eu(III)、Pr(III)、Tb(III)、Dy(III)、Er(III)或Yb(III)。

本发明中的稀土-钾双金属配合物晶态材料是通过稀土(III)元素与含羧酸芳香烃构筑得到的，具体为稀土(III)元素和7-氯-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸构筑的三维聚合物。构筑方法包括如下步骤：

(a)将Ln_mX_n溶解于溶剂中备用，上式中Ln为三价稀土离子，X为阴离子，m和n为正整数；

(b)将脱质子的7-氯-6-氟-1-环丙基-1,4-二氢-4-氧-3-喹啉羧酸溶液用KOH调节pH后加入步骤(a)中的溶液中；

(c)将以上混合溶液加热到60-180℃并保持一段时间，得到块状无色透明单晶；