一种发明亮绿光的三元配合物的制备方法

摘要

本发明涉及一种发明亮绿光的三元配合物的制备方法，是以氯化铽、4-苯甲酰苯甲酸、十一烯酸为原料，以乙醇为溶剂，先配制氯化铽+乙醇溶液、4-苯甲酰苯甲酸+乙醇溶液、氢氧化钠+乙醇溶液，在四口烧瓶中，在加热、振荡搅拌、水循环冷凝、氩气保护、水浴状态下进行合成，经洗涤、提纯、抽滤、真空干燥，合成三元配合物白色粉末，此制备方法工艺先进，数据准确翔实，收率为91.72％，产物纯度高，达99.3％，产物粉体颗粒直径≤100nm，发明亮绿光，色坐标x＝0.275Y＝0.611，可用于白光二极管的制备，是理想的有机电致稀土发光材料。

说明书

技术领域

本发明涉及一种发明亮绿光的三元配合物的制备方法，属有机电致发光材料制备及应用的技术领域。

背景技术

白光LED被称为第四代光源，具有高效节能、绿色环保、寿命长的优点，已被广泛应用到多种工业领域及日常生活中。

白光是经过合成实现的，例如蓝+黄合成白光、紫外光激发的红绿蓝三基色荧光粉实现白光，其亮度取决于绿光荧光粉的亮度，红光和蓝光起到调节色坐标和色温的作用，绿光材料在三基色白光中是十分重要的。

稀土铽离子因为4f电子被5s电子屏蔽而表现出窄带发射，且不受外界环境的干扰，稀土铽配合物可采用稀土铽离子和芳香族类化合物进行合成，但其激发主波长普遍偏低，覆盖范围难以达到300～400nm，用365nm紫外光芯片激发时亮度不高，导致应用于白光受到局限，得到的白光亮度偏低，因此合成一种可用于365nm紫外光芯片激发的明亮绿光稀土铽配合物显得尤为重要。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的不足，以氯化铽、4-苯甲酰苯甲酸、十一烯酸为原料，经配置溶液、合成配合物、提纯、真空干燥，制成高亮度绿光的三元配合物，以提高绿光材料的纯度、发光性能，从而提高白光的技术参数和质量。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：氯化铽、4-苯甲酰苯甲酸、十一烯酸、乙醇、去离子水、氢氧化钠、氩气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备使用的化学物质材料要进行精选和质量纯度控制：

(2)配制4-苯甲酰苯甲酸+乙醇溶液

称取4-苯甲酰苯甲酸6.787g±0.001g，量取乙醇100mL±0.001mL；

加入烧杯中，用搅拌器搅拌30min，使其溶解，成：4-苯甲酰苯甲酸+乙醇溶液；

(3)配制氯化铽+乙醇溶液

称取氯化铽2.654g±0.001g，量取乙醇50mL±0.001mL；

加入烧杯中，用搅拌器搅拌30min，使其溶解，成：氯化铽+乙醇溶液；

(4)配制氢氧化钠+乙醇溶液

称取氢氧化钠2g±0.001g，量取乙醇50mL±0.001mL；

加入容量瓶中，振荡5min，使其溶解，成：氢氧化钠+乙醇溶液；

(5)制备氯化铽+4-苯甲酰苯甲酸+十一烯酸三元配合物

①制备在四口烧瓶中进行，将四口烧瓶置于水浴锅上，将水浴锅置于电热搅拌器上；在四口烧瓶上从左至右依次插入氩气管、酸碱度计、滴液漏斗、水循环冷凝管；

②将配制的4-苯甲酰苯甲酸+乙醇溶液、十一烯酸加入到四口烧瓶中，成混合液；

③开启氩气管，向四口烧瓶输入氩气，输入速度30cm³/min；

④向水浴锅内加入去离子水为水浴水，水浴水要淹没四口烧瓶的4/5；

⑤开启水循环冷凝管，进行水循环冷凝；

⑥开启电热搅拌器，搅拌皿搅拌，进行加热，加热温度55℃±2℃，在此温度恒温、保温、搅拌30min；

⑦滴加氯化铽+乙醇溶液

将氯化铽+乙醇溶液置于滴液漏斗中，开启滴液阀，进行滴加，滴加速度1mL/min；

在滴加过程中，用酸碱度计测量四口烧瓶内的pH值为1.3，呈酸性；

⑧调碱，滴加氢氧化钠+乙醇溶液

将氢氧化钠+乙醇溶液置于滴液漏斗中，进行滴加调碱，滴加速度1mL/min，使四口烧瓶中的酸碱度pH值为6-7，呈中性；

⑨在四口烧瓶中，在水浴、水循环冷凝、加热、振荡搅拌、氩气保护下，在合成过程中，将发生化学反应，反应时间150min±2min，化学反应式如下：

式中：NaCl：氯化钠，Tb(C₁₄H₉O₃)₃(C₁₁H₂₀O₂)₂：铽-4-苯甲酰苯甲酸-十一烯酸三元配合物；

反应结束后，关闭电热搅拌器、水循环冷凝管、氩气瓶，停止加热、停止搅拌、停止水循环冷凝，在水浴状态下，四口烧瓶内混合溶液随瓶自然冷却至25℃；

冷却后成：铽-4-苯甲酰苯甲酸-十一烯酸三元配合物溶液；

(6)抽滤

将三元配合物溶液置于抽滤瓶上部的布氏漏斗中，用微孔滤膜进行抽滤，滤模上留存产物滤饼，滤液抽到滤瓶中；

(7)乙醇洗涤、抽滤

将产物滤饼置于烧杯中，加入乙醇100mL，用搅拌器搅拌10min，成：乙醇洗涤液；将乙醇洗涤液置于抽滤瓶上部的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物滤饼，滤液抽到滤瓶中；

(8)真空干燥

将产物滤饼置于石英皿中，然后置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度55℃，真空度8Pa，干燥时间240min，干燥后得白色粉末，即：铽-4-苯甲酰苯甲酸-十一烯酸三元配合物白色粉末；

(9)乙醇洗涤提纯

将三元配合物白色粉末加入四口烧瓶中，然后加入乙醇100mL中，将四口烧瓶置于加热搅拌器上，加热温度55℃±2℃，用搅拌器搅拌10min，成：乙醇洗涤液；将乙醇洗涤液置于抽滤瓶上部的布氏漏斗中，用三层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物滤饼，滤液抽到滤瓶中；

乙醇洗涤、抽滤提纯重复进行5次；

(10)真空干燥

将提纯、抽滤后的产物滤饼置于石英皿中，然后置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度55℃，真空度8Pa，干燥时间360min；

干燥后得：发绿光的三元配合物白色粉末；

(11)检测、分析、表征

对制备的发明亮绿光的三元配合物白色粉末的形貌、色泽、纯度、化学成分、发光性能和色坐标进行检测、分析和表征；

①用红外吸收光谱仪进行红外光谱分析；

②用紫外-可见光谱仪进行紫外吸收光谱分析；

③用荧光光谱仪进行荧光激发、发射光谱分析；

④用元素分析仪进行化学成分分析；

⑤用扫描电镜进行产物形貌分析；

⑥用热重分析仪进行热重分析；

结论：发明亮绿光的三元配合物为白色粉末，粉末颗粒直径≤100nm，发明亮绿光，产物纯度99.3％，产物收率91.72％，色坐标：x＝0.275Y＝0.611；

(13)产物储存

对制备的发明亮绿光的三元配合物白色粉末储存于棕色透明的玻璃容器中，密闭避光保存，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对湿度≤10％。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对绿光材料亮度低的情况，采用氯化铽、4-苯甲酰苯甲酸、十一烯酸为原料、先配制乙醇溶液，在四口烧瓶中，在加热、振荡搅拌、水循环冷凝、氩气保护、水浴状态下进行合成，经抽滤、洗涤、提纯、真空干燥，制成发明亮绿光的三元配合物白色粉末，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，产物收率91.72％，产物纯度好，达99.3％，粉末粒径≤100nm，发明亮绿光，色坐标：x＝0.275Y＝0.611，可用于白光LED，是理想的发明亮绿光的三元配合物的制备方法。

附图说明

图1发明亮绿光的三元配合物合成状态图

图2发明亮绿光的三元配合物产物形貌图

图3发明亮绿光的三元配合物色坐标图

图4发明亮绿光的三元配合物紫外-可见光谱图

图5发明亮绿光的三元配合物荧光光谱图

图6发明亮绿光的三元配合物热重图

图中所示，附图标记清单如下：

1、电热搅拌器，2、电控箱，3、显示屏，4、指示灯，5、电源开关，6、水浴锅，7、四口烧瓶，8、水循环冷凝管，9、出气口，10、进水口，11、出水口，12、滴液漏斗，13、控制阀，14、酸碱度计，15、氩气阀，16、氩气管，17、氩气瓶，18、搅拌皿，19、加热温度控制器，20、磁力搅拌控制器，21、氩气，22、水浴水，23、混合溶液。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明：

图1所示，为发绿光的三元配合物合成状态图，各部位置要正确，按量配比，按序操作。

制备使用的化学物质的量值是按预先设置的范围确定的，以克、毫升、厘米³为计量单位。

发绿光的三元配合物的合成制备是在四口烧瓶中进行的，是在加热、磁力搅拌、水循环冷凝、氩气保护下完成的；

制备合成是在四口烧瓶上进行的，四口烧瓶7置于水浴锅6上，水浴锅6置于电热搅拌器1上；电热搅拌器1中部设有搅拌皿18；电热搅拌器1右部设有电控箱2，电控箱2上设有显示屏3、指示灯4、电源开关5，加热温度控制器19、磁力搅拌控制器20；四口烧瓶7上部由左至右依次设有氩气管16、酸碱度计14、滴液漏斗12及控制阀13、水循环冷凝管8及出气口9、进水口10、出水口11；水浴锅内为水浴水22；四口烧瓶7内为混合溶液23、氩气21；电热搅拌器1左部设有氩气瓶17，氩气瓶17联接氩气管16、氩气阀15，氩气管16插入四口烧瓶7内。

图2所示，为发明亮绿光的三元配合物产物形貌图，由图可知：三元配合物为粉体颗粒状，颗粒直径≤100nm，颗粒均匀，呈无规则堆积状。

图3所示，为发明亮绿光的三元配合物色坐标图，图中可知：x＝0.275Y＝0.611，发明亮绿光。

图4所示，为发明亮绿光的三元配合物紫外-可见光光谱图，纵坐标为相对强度，横坐标为波长，单位nm，图中可知：位于290nm处的吸收峰归属于配体4-苯甲酰苯甲酸和十一烯酸的共同吸收。

图5所示，为发明亮绿光的三元配合物荧光光谱图，图中可知：纵坐标为相对强度，横坐标为波长，单位为nm，以543nm为监控波长，测得铽-4-苯甲酰苯甲酸-十一烯酸粉体的荧光激发图谱，可以看出铽配合物的最佳激发波长为353nm，在300-400nm范围内表现出较宽的强激发带，可以很好地与365nm紫外芯片匹配；以365nm为激发波长，测得铽配合物的荧光发射图谱，在488nm、543nm、584nm和619nm表现出Tb(III)离子的特征发射，分别对应于f-f跃迁中的⁵D₄-⁷F₆、⁵D₄-⁷F₅、⁵D₄-⁷F₄和⁵D₄-⁷F₃跃迁；最强发射峰位于543nm，属纯正绿光发射，色坐标为x＝0.275Y＝0.611，位于绿光区。

图6所示，为发明亮绿光的三元配合物热重图，可以看出，铽配合物在203℃前保持稳定，满足LED的使用温度要求。