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    重庆时时彩稳赚公式: 一维链状草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用.pdf

    关 键 词:
    一维链状 草酸 稀土 配位聚合 及其 制备 方法 应用
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110150598.9

    申请日:

    2011.06.07

    公开号:

    CN102321105A

    公开日:

    2012.01.18

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):C07F 5/00申请日:20110607授权公告日:20140507终止日期:20150607|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C07F 5/00申请日:20110607|||公开
    IPC分类号: C07F5/00; C09K11/06 主分类号: C07F5/00
    申请人: 哈尔滨工业大学
    发明人: 范瑞清; 陈硕; 杨玉林
    地址: 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
    优先权:
    专利代理机构: 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 代理人: 韩末洙
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110150598.9

    授权公告号:

    |||102321105B||||||

    法律状态公告日:

    2016.08.03|||2014.05.07|||2012.03.14|||2012.01.18

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一维链状草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用,涉及草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用。解决现有近红外发光配位聚合物的种类稀少,且近红外发光寿命短的问题。草酸稀土配位聚合物是以Ln(HC2O4)(C2O4)(H2O)5为结构单元,通过草酸中的氧原子桥连成一维链状结构,其中Ln为Pr3+或者Nd3+。一维链再通过氢键得到三维超分子结构。将稀土硝酸盐和草酸加入水中,溶解后调pH,再在密封反应釜中加热反应。本发明草酸稀土配位聚合物具有近红外发光性质。其以稀土离子为中心形成八配位构型,草酸稀土镨配位聚合物荧光寿命为3.52μs,草酸稀土钕配位聚合物双指数衰减荧光寿命分别为1.07μs和7.86μs。

    权利要求书

    1: 一维链状草酸稀土配位聚合物, 其特征在于一维链状草酸稀土配位聚合物是以 Ln(HC2O4)(C2O4)(H2O)5 为结构单元, 通过草酸连接成一维链状结构的, 其中 Ln 为 Pr3+ 或者 Nd3+。
    2: 根据权利要求 1 所述的一维链状草酸稀土配位聚合物, 其特征在于一维链状草酸稀 土配位聚合物之间通过氢键连接形成三维超分子结构的草酸稀土配位聚合物。
    3: 如权利要求 1 所述的一维链状草酸稀土配位聚合物的制备方法, 其特征在于一维链 状草酸稀土配位聚合物的制备方法是通过以下步骤实现的 : 一、 在室温下, 将五水合稀土硝 酸盐与草酸加入溶剂水中, 搅拌溶解, 再调节 pH 值至 7 ~ 9, 得反应液, 其中五水合稀土硝 酸盐与草酸的摩尔比为 1 ∶ 1, 五水合稀土硝酸盐为 Pr(NO3)3·5H2O 或者 Nd(NO3)3·5H2O ; 二、 将步骤一的反应液放入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中, 密封反应釜, 然后加热至 150 ~ 180℃, 保温反应 3 ~ 5 天, 即得一维链状草酸稀土配位聚合物。
    4: 根据权利要求 3 所述的一维链状草酸稀土配位聚合物的制备方法, 其特征在于步骤 二中加热至 160℃。
    5: 如权利要求 1 所述的一维链状草酸稀土配位聚合物作为近红外发光材料的应用。

    说明书


    一维链状草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用

        【技术领域】
         本发明涉及草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用。背景技术 稀土离子具有较高的配位数和良好的发光性能, 作为发光材料在彩电和计算机显 示器、 照明、 医学和军事等领域有着广泛的应用。近年来, 基于稀土离子配合物的近红外发 光引起了人们的广泛关注, 然而由于稀土离子 f-f 的弱吸收, 直接激发 Ln(III) 离子 ( 三价 稀土离子 ) 通常是无效的, 当使用了 “天线效应” 后, 金属的发射就变得更加有效了。现有的 具有近红外发光性能的稀土离子配合物的种类不多, 而且近红外发光寿命短, 仍有待提高。
         发明内容 本发明的目的是为了解决现有近红外发光配位聚合物的种类稀少, 且近红外发光 寿命短的问题, 本发明提供了一维链状草酸稀土配位聚合物及其制备方法和应用。
         本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物是以 Ln(HC2O4)(C2O4)(H2O)5 为结构单元, 通过草酸中的氧原子桥连成一维链状结构的, 其中 Ln 为 Pr3+ 或者 Nd3+。
         本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物之间通过氢键连接形成三维超分子结构 的草酸稀土配位聚合物。
         本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物的制备方法是通过以下步骤实现的 : 一、 在室温下, 将五水合稀土硝酸盐与草酸加入溶剂水中, 搅拌溶解, 再调节 pH 值至 7 ~ 9, 得反 应液, 其中五水合稀土硝酸盐与草酸的摩尔比为 1 ∶ 1, 五水合稀土硝酸盐为 Pr(NO3)3· 5H2O 或者 Nd(NO3)3·5H2O ; 二、 将步骤一的反应液放入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中, 密 封反应釜, 然后加热至 150 ~ 180℃, 保温反应 3 ~ 5 天, 即得一维链状草酸稀土配位聚合 物。
         本发明的制备方法的产率在 60%左右。
         本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物作为近红外发光材料的应用。
         本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物以草酸作为生色团, 其中羧基中的氧原子 具有孤对电子和较高的电负性, 配位能力较强, 易与稀土离子形成配位键, 具有良好的络合 作用。同时结合具有发光寿命长、 斯托克斯位移大和具有特征的线性激发带的三价稀土镨 离子或者钕离子, 配位后得到具有一维链状结构的草酸稀土配位聚合物。
         本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物具有良好的近红外发光性质, 具有广 阔的应用前景。室温固态下, 以 350nm 为激发波长, 一维链状草酸稀土镨配位聚合物在 1 3 荧光寿命 τ = 3.52μs。一维链状草酸稀土 983nm 的特征发射峰归属于 D2 → F4 跃迁, 钕配位聚合物在 360nm 激发波长下出现的特征发射峰分别为 896nm(4F3/2 → 4I9/2) 弱峰, 1067nm(4F3/2 → 4I11/2) 强峰和一个非常弱的峰 1394nm(4F3/2 → 4I13/2), 双指数衰减荧光寿命 τ1, τ2 分别为 1.07μs 和 7.86μs, 相应的衰减因子 Rel1, Rel2 分别为 45.36%和 54.64%。 3+
         本发明利用价廉的草酸与三价稀土硝酸盐 (Pr 和 Nd3+), 在热压条件下, 设计得到
         了一维链状并具有近红外发光性能的有机骨架配位聚合物, 得到了两个结构新颖, 中心金 3+ 3+ 属 (Pr 或者 Nd ) 的配位数为八, 分别与一个草酸提供的一个羰基氧、 另一个草酸提供的两 个羰基氧和五个水分子氧配位形成的八配位构型, 荧光测试结果表明该配位聚合物是一种 新型优良的近红外发光材料。 附图说明
         图 1 是本发明的一维链状草酸稀土配位聚合物的结构示意图。图 2 是具体实施方 式二的超分子结构的草酸稀土配位聚合物的结构示意图。图 3 是具体实施方式六的草酸稀 土镨配位聚合物的近红外荧光光谱图。图 4 是具体实施方式六的草酸稀土镨配位聚合物的 近红外发光寿命曲线图。图 5 是具体实施方式八的草酸稀土钕配位聚合物的近红外荧光光 谱图。图 6 是具体实施方式八的草酸稀土钕配位聚合物的近红外发光寿命曲线图。具体实施方式
         本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式, 还包括各具体实施方式间的 任意组合。 具体实施方式一 : 本实施方式为一维链状草酸稀土配位聚合物, 其是以 Ln(HC2O4) (C2O4)(H2O)5 为结构单元, 通过草酸中的氧原子桥连成一维链状结构的。其中 Ln 为 Pr3+ 或 者 Nd3+。
         本实施方式的一维链状草酸稀土配位聚合物的化学式表示为 [Ln(HC2O4)(C2O4) (H2O)5]n, 其中 Ln 为 Pr3+ 或者 Nd3+。
         本实施方式的一维链状草酸稀土配位聚合物的分子结构示意图如图 1 所示, 图中 3+ 3+ 1 为中心稀土离子 (Pr 或者 Nd ), 2、 3、 4、 5 和 6 标记的是五个水分子氧, 7 是一个草酸提供 的一个羰基氧, 8 和 9 是另一个草酸提供的两个羰基氧, 形成八配位构型。图 1 中虚线框内 为一个 Ln(HC2O4)(C2O4)(H2O)5 结构单元。
         本实施方式的草酸稀土配位聚合物中具有一维链状结构的 [Pr(HC2O4)(C2O4) (H2O)5]n 和 [Nd(HC2O4)(C2O4)(H2O)5]n 导致其分子近红外发光的分析及解释相对清晰, 有利 于建立该类配位聚合物分子结构与近红外发光性能的关系, 从而解释该类配位聚合物的近 红外发光机制。
         具体实施方式二 : 本实施方式与具体实施方式一不同的是一维链状草酸稀土配位 聚合物之间通过氢键连接形成三维超分子结构的草酸稀土配位聚合物。 其它参数与具体实 施方式一相同。
         本实施方式的超分子结构的草酸稀土配位聚合物的结构示意图如 2 所示。
         具体实施方式三 : 本实施方式为具体实施方式一所述的一维链状草酸稀土配位聚 合物的制备方法, 其是通过以下步骤实现的 : 一、 在室温下, 将五水合稀土硝酸盐与草酸加 入溶剂水中, 搅拌溶解, 再调节 pH 值至 7 ~ 9, 得反应液, 其中五水合稀土硝酸盐与草酸的摩 尔比为 1 ∶ 1, 五水合稀土硝酸盐为 Pr(NO3)3·5H2O 或者 Nd(NO3)3·5H2O ; 二、 将步骤一的反 应液放入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中, 密封反应釜, 然后加热至 150 ~ 180℃, 保 温反应 3 ~ 5 天, 即得一维链状草酸稀土配位聚合物。
         本实施方式的制备方法的产率在 60%左右。
         本实施方式的制备方法采用价廉的草酸与三价稀土硝酸盐 (Pr3+ 和 Nd3+), 在热压 条件下, 设计得到了一维链状并具有近红外发光性能的有机骨架配位聚合物, 得到了两个 3+ 3+ 结构新颖, 中心金属 (Pr 或者 Nd ) 的配位数为八, 分别与一个草酸提供的一个羰基氧、 另 一个草酸提供的两个羰基氧和五个水分子氧配位形成的八配位构型, 荧光测试结果表明该 配位聚合物是一种新型优良的近红外发光材料。
         具体实施方式四 : 本实施方式与具体实施方式三不同的是步骤二中加热至 160℃。其它步骤及参数与具体实施方式三相同。
         具体实施方式五 : 本实施方式为具体实施方式一所述的一维链状草酸稀土配位聚 合物作为近红外发光材料的应用。
         具体实施方式六 : 本 实 施 方 式 为 一 维 链 状 草 酸 稀 土 镨 配 位 聚 合 物, 其是以 Pr(HC2O4)(C2O4)(H2O)5 为结构单元, 通过草酸中的氧原子桥连成一维链状结构的。
         本实施方式的一维链状草酸稀土镨配位聚合物的化学式为 [Pr(HC2O4)(C2O4) (H2O)5]n。一维链状草酸稀土镨配位聚合物之间再通过氢键连接, 能够形成三维超分子结构 的草酸稀土配位聚合物。
         利用 FLSP920 组合式稳态瞬态荧光 / 磷光光谱仪对本实施方式的草酸稀土镨配位 聚合物进行近红外发光性质测试, 得到如图 3 所示的近红外荧光光谱和图 4 所示的近红外 发光寿命曲线图。 可见, 室温固态下, 以 350nm 为激发波长, 草酸稀土镨配位聚合物在 983nm 1 3 的特征发射峰归属于 D2 → F4 跃迁。荧光寿命 τ = 3.52μs。
         具体实施方式七 : 本实施方式为一维链状草酸稀土镨配位聚合物的制备方法, 其 是通过以下步骤实现的 : 一、 在室温下, 将五水合稀土硝酸镨 (Pr(NO3)3·5H2O) 与草酸加入 溶剂水中, 搅拌溶解, 再调节 pH 值至 7 ~ 9, 得反应液, 其中 Pr(NO3)3· 5H2O 与草酸的摩尔比 为1∶1; 二、 将步骤一的反应液放入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中, 密封反应釜, 然 后加热至 160℃, 保温反应 4 天, 即得一维链状草酸稀土镨配位聚合物。
         利用 X- 射线单晶衍射仪对本实施方式制备得到的草酸稀土镨配位聚合物进行测 试确定其分子结构, 即为具体实施方式六所述的一维链状草酸稀土镨配位聚合物。
         具体实施方式八 : 本 实 施 方 式 为 一 维 链 状 草 酸 稀 土 钕 配 位 聚 合 物, 其是以 Nd(HC2O4)(C2O4)(H2O)5 为结构单元, 通过草酸中的氧原子桥连成一维链状结构的。
         本实施方式的一维链状草酸稀土钕配位聚合物的化学式为 [Nd(HC2O4)(C2O4) (H2O)5]n。一维链状草酸稀土钕配位聚合物之间再通过氢键连接形成三维超分子结构的草 酸稀土配位聚合物。
         利 用 FLSP920 组 合 式 稳 态 瞬 态 荧 光 / 磷 光 光 谱 仪 对 本 实 施 方 式 的 草 酸 稀 土 镨配位聚合物进行近红外发光性质测试, 得到如图 5 所示的近红外荧光光谱和图 6 所 示的近红外发光寿命曲线图??杉?, 室温固态下, 在 360nm 激发波长下出现的特征发 4 4 4 射 峰 分 别 为 896nm( F3/2 → I9/2) 弱 峰, 1067nm( F3/2 → 4I11/2) 强 峰 和 一 个 非 常 弱 的 峰 1394nm(4F3/2 → 4I13/2)。双指数衰减荧光寿命 τ1, τ2 分别为 1.07μs 和 7.86μs, 相应的衰 减因子 Rel1, Rel2 分别为 45.36%和 54.64%。
         具体实施方式九 : 本实施方式为一维链状草酸稀土钕配位聚合物的制备方法, 其 是通过以下步骤实现的 : 一、 在室温下, 将五水合稀土硝酸钕 (Nd(NO3)3·5H2O) 与草酸加入 溶剂水中, 搅拌溶解, 再调节 pH 值至 7 ~ 9, 得反应液, 其中 Nd(NO3)3· 5H2O 与草酸的摩尔比为1∶1; 二、 将步骤一的反应液放入内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中, 密封反应釜, 然 后加热至 160℃, 保温反应 4 天, 即得一维链状草酸稀土钕配位聚合物。
         利用 X- 射线单晶衍射仪对本实施方式制备得到的草酸稀土钕配位聚合物进行测 试确定其分子结构, 即为具体实施方式六所述的一维链状草酸稀土钕配位聚合物。

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