本發(fā)明屬于發(fā)光材料的技術(shù)領(lǐng)域，具體是關(guān)于一種寬波段熒光材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，熒光材料的研究及應(yīng)用得到了快速發(fā)展，尤其是有機(jī)熒光材料廣泛用于紡織著色、塑料著色以及印刷顏料。熒光材料是指材料在外界光源進(jìn)行照射下，從而獲得能量，產(chǎn)生激發(fā)導(dǎo)致發(fā)光的現(xiàn)象。紫外輻射、可見光及紅外輻射均可引起熒光材料發(fā)光。熒光材料有多種用途，用它可以制成街道路標(biāo)、樓房門牌標(biāo)號、消防安全標(biāo)志、廣告牌等。熒光材料廣泛應(yīng)用于在染料，光氧化劑，光學(xué)增白劑，化學(xué)及生物分析等諸多領(lǐng)域，它在藥物學(xué)、生理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)技術(shù)方面都有廣闊的應(yīng)用前景。

有機(jī)熒光材料通常具有能吸收激發(fā)光的基團(tuán)或結(jié)構(gòu)，通常是共軛鍵結(jié)構(gòu)，如：共軛π鍵、苯環(huán)結(jié)構(gòu)或類苯環(huán)結(jié)構(gòu)。一些有機(jī)配體本身發(fā)光較弱，形成金屬配合物后變成強(qiáng)的發(fā)光物質(zhì)，例如8-羥基喹啉本身幾乎不發(fā)光，但是形成的8-羥基喹啉鋁配合物具有很好的發(fā)光性能，是發(fā)光物質(zhì)中的明星分子。某些希夫堿配合物也具有良好的發(fā)光性能(Hamada Y等J.Appl.Phys.,1996,35,L1339)。隨著人們對熒光材料研究的日益深入，新的金屬有機(jī)配合物作為熒光材料不斷涌現(xiàn)。硝基乳清酸配合物作為熒光材料有少量的研究報(bào)道，如胡秀鋒等人報(bào)道了一種紫色熒光材料及其制備方法，授權(quán)號CN102329610B；李星、邴月等人報(bào)道了紫色發(fā)光性能的鎘-硝基乳清酸化合物(CrystEngComm,2011,13,6373)。

本發(fā)明通過選擇特定結(jié)構(gòu)的不同的有機(jī)配體，并與鎘離子進(jìn)行水熱反應(yīng)，合成了一種具有特定組成和空間結(jié)構(gòu)的鎘配合物，該配合物在400～540nm范圍內(nèi)有較強(qiáng)的熒光發(fā)射，其作為熒光材料具有潛在的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)，提供一種具有寬波段發(fā)射性的熒光材料及其制備方法。

本發(fā)明針對上述問題所采取的技術(shù)方案為：一種寬波段熒光材料，該熒光材料是具有一定空間結(jié)構(gòu)的鎘配合物，其化學(xué)式為：CdC₁₄H₁₁N₅O₅，其結(jié)構(gòu)簡式：[Cd(C₄HN₃O₄)(bpy)(H₂O)]_n(bpy為2,2’-二聯(lián)吡啶)，晶系為單斜，空間群為P2(1)/c，晶包參數(shù)α＝90°，β＝92.31°，γ＝90°，鎘離子采用五配位的變形四角錐構(gòu)型的配位模式。

上述寬波段熒光材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取一定量的水合二氯化鎘(CdCl₂·2.5H₂O)、5-硝基乳清酸鉀和2,2’-二聯(lián)吡啶，置于50mL的試管中加10～15mL蒸餾水，加熱攪拌并超聲30min，用氫氧化鉀稀溶液調(diào)解到pH值為4.5～5.0，得到反應(yīng)混合物溶液；反應(yīng)混合物溶液中Cd(II)：5-硝基乳清酸根：2,2’-二聯(lián)吡啶的物質(zhì)量的比＝1～1.5：1：1；

(2)將上述反應(yīng)混合物溶液轉(zhuǎn)移到具有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，密封不銹鋼反應(yīng)釜后置于鼓風(fēng)干燥箱中，100～120℃反應(yīng)48～72小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束冷卻到室溫，打開反應(yīng)釜得無色針狀晶體；

(3)將無色針狀晶體取出，用無水乙醇洗滌，干燥，即獲得所述的寬波段熒光材料。

優(yōu)選的，所述參加反應(yīng)的物質(zhì)是化學(xué)純。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)在于：

以水合二氯化鎘、5-硝基乳清酸鉀和2,2’-二聯(lián)吡啶為原料，經(jīng)過加熱、攪拌、超聲、pH調(diào)控后轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中5-硝基乳清酸的羧基脫去，脫羧后的配體通過兩個(gè)N原子在不同方向各自連接一個(gè)Cd(II)，形成一維鏈結(jié)構(gòu)(圖1，為了圖示清晰，氫原子被省略，對稱操作出來的原子和碳原子沒有標(biāo)記)，該結(jié)構(gòu)具有剛性共軛特性，有利于電子躍遷與能量傳遞，從而使化合物具有良好的光學(xué)活性。該水熱反應(yīng)合成的一種新型鎘配合物具有準(zhǔn)確的空間結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)確的分子式，其在400～540nm范圍內(nèi)有強(qiáng)的熒光發(fā)射，作為一種發(fā)光材料具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的寬波段熒光材料鎘配合物中金屬離子的配位環(huán)境及一維鏈結(jié)構(gòu)圖(為了圖示清晰，氫原子被省略，對稱操作出來的原子和碳原子沒有標(biāo)記)；

圖2為本發(fā)明的寬波段熒光材料鎘配合物的熒光發(fā)射光譜。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)講述。

實(shí)施例1：

稱取水合二氯化鎘(CdCl₂·2.5H₂O，0.1mmol)0.0228g、5-硝基乳清酸鉀單水合物0.0257g(0.1mmol)和2,2’-二聯(lián)吡啶0.0156g(0.1mmol)，置于50mL的試管中加10mL蒸餾水，加熱攪拌并超聲30min，用氫氧化鉀稀溶液調(diào)解到pH值為4.5，得到反應(yīng)混合物溶液；將上述反應(yīng)混合物溶液轉(zhuǎn)移到具有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，密封不銹鋼反應(yīng)釜后置于鼓風(fēng)干燥箱中，100℃反應(yīng)48小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束冷卻到室溫，打開反應(yīng)釜得無色針狀晶體；將無色針狀晶體取出，用無水乙醇洗滌，干燥，即獲得寬波段熒光材料鎘配合物。

實(shí)施例2：

稱取水合二氯化鎘(CdCl₂·2.5H₂O，0.15mmol)0.0251g、5-硝基乳清酸鉀單水合物0.0257g(0.1mmol)和2,2’-二聯(lián)吡啶0.0156g(0.1mmol)，置于50mL的試管中加15mL蒸餾水，加熱攪拌并超聲30min，用氫氧化鉀稀溶液調(diào)解到pH值為5.0，得到反應(yīng)混合物溶液；將上述反應(yīng)混合物溶液轉(zhuǎn)移到具有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，密封不銹鋼反應(yīng)釜后置于鼓風(fēng)干燥箱中，120℃反應(yīng)72小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束冷卻到室溫，打開反應(yīng)釜得無色針狀晶體；將無色針狀晶體取出，用無水乙醇洗滌，干燥，即獲得寬波段熒光材料鎘配合物。

實(shí)施例3：

稱取水合二氯化鎘(CdCl₂·2.5H₂O，0.5mmol)0.114g、5-硝基乳清酸鉀單水合物0.129g(0.5mmol)和2,2’-二聯(lián)吡啶0.078g(0.5mmol)，置于50mL的試管中加15mL蒸餾水，加熱攪拌并超聲30min，用氫氧化鉀稀溶液調(diào)解到pH值為5.0，得到反應(yīng)混合物溶液；將上述反應(yīng)混合物溶液轉(zhuǎn)移到具有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，密封不銹鋼反應(yīng)釜后置于鼓風(fēng)干燥箱中，110℃反應(yīng)60小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束冷卻到室溫，打開反應(yīng)釜得無色針狀晶體；將無色針狀晶體取出，用無水乙醇洗滌，干燥，即獲得寬波段熒光材料鎘配合物。

上述實(shí)施例中所制得的寬波段熒光材料鎘配合物化學(xué)式為：CdC₁₄H₁₁N₅O₅，其結(jié)構(gòu)簡式：[Cd(C₄HN₃O₄)(bpy)(H₂O)]_n(bpy為2,2’-二聯(lián)吡啶)；在水熱反應(yīng)中5-硝基乳清酸脫去羧基，脫羧后的配體通過兩個(gè)N原子在不同方向各自連接一個(gè)Cd(II)，形成一維鏈結(jié)構(gòu)(圖1，為了圖示清晰，氫原子被省略，對稱操作出來的原子和碳原子沒有標(biāo)記)，鎘配合物中金屬離子為五配位的變形四角錐構(gòu)型的配位模式。

將所得到的寬波段熒光材料鎘配合物風(fēng)干后進(jìn)行熒光性能測試，該化合物在400～540nm范圍內(nèi)有強(qiáng)的熒光發(fā)射，顯示了良好的寬波段熒光發(fā)射性能，其熒光光譜如圖2所示。