一种remma线性配合物及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种新型的配合物、复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]LED(Light Emitting D1de)又称发光二极管，诞生于20世纪60年代。随着LED制造工艺的不断进步和新型材料(氮化物晶体和荧光粉)的开发及应用，20世纪90年代发白色光的LED半导体固体光源性能不断完善并进入实用阶段，使高亮度LED应用领域跨至高效率照明光源市场。在同样照度下，LED灯的电能消耗是白炽灯的1/10，寿命是白炽灯的20倍。
[0003]LED光源是点光源，一般不直接应用。在显示领域，需要光源为大面积的平板设备提供背景光源。该背景光源可通过将LED发出的光经由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料的导光板进行均匀扩散而实现。然而，由于PMMA材料对入射光存在一定程度的损耗，进而降低了能效比。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，确有必要提供一种REOMMA线性配合物，该REOMMA线性配合物可进一步聚合得到RE0PMMA复合材料，该RE0PMMA复合材料具有较高的量子效率，而可应用于显示和照明等领域中。
[0005]本发明提供一种REOMMA线性配合物，其包括稀土元素RE以及在稀土元素RE的两侧配位连接的第一配体和第二配体，所述第一配体、稀土元素RE与第二配体形成线性结构，所述第一配体为含芳香环结构的有机配体和/或丙烯酸类脂肪族配体，所述第二配体为甲基丙烯酸甲酯。
[0006]优选的，所述稀土元素RE为Eu、Y、La、Ce、Pr、Nd、Dm、Yb、Er、Lu、Ho、Dy、Tb、Sm中的至少一种。
[0007]优选的，所述含芳香环结构的有机配体为苯甲酸及其衍生物、琳啡罗琳及其衍生物中的至少一种，所述丙烯酸类脂肪族配体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸中的至少一种。
[0008]本发明还提供一种REOMMA线性配合物的制备方法，其包括以下步骤:
[0009](a)将含有稀土元素RE的盐类化合物用醇溶液溶解，形成含有稀土元素RE的醇盐溶液；
[0010](b)向所述含有稀土元素RE的醇盐溶液加入第一配体，第一配体与稀土元素RE进行配位反应得到混合液，其中所述第一配体为含芳香环结构的有机配体和/或丙烯酸类脂肪族配体；
[0011](c)向所述混合液加入第二配体，第二配体与稀土元素RE进行配位反应得到REOMMA线性配合物，其中所述第二配体为甲基丙烯酸甲酯，所述第一配体和第二配体在稀土元素RE的两侧配位连接而形成线性结构。
[0012]优选的，在步骤(a)所述醇溶液为乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇中的至少一种。
[0013]优选的，在步骤(a)中所述含有稀土元素RE的盐类化合物的制备方法如下:先将稀土氧化物用酸溶液溶解，形成稀土盐类的溶液;然后加热该稀土盐类的溶液以除去酸和水，所述酸溶液为硝酸、盐酸、硫酸中的至少一种。
[0014]优选的，在步骤(b)所述含有稀土元素RE的醇盐溶液中的稀土元素RE的醇盐与所述第一配体的摩尔比为(I?1.2):1反应温度为20摄氏度?35摄氏度，反应时间为48小时?50小时。
[0015]优选的，在步骤(C)所述第二配体与所述含有稀土元素RE的醇盐溶液中的稀土元素RE的醇盐的摩尔比例为(2?2.5):1，反应温度为20摄氏度?35摄氏度，反应时间为2小时?6小时。
[0016]本发明还提供一种RE0PMMA复合材料，将通过上述方法所得到的REOMMA线性配合物进行聚合反应，得到RE0PMMA复合材料。
[0017]本发明还提供上述RE0PMMA复合材料在显示和照明中的应用。
[0018]与现有技术相比较，本发明提供的REOMMA线性配合物及其应用具有以下优点:第一，稀土荧光材料具有浓度淬灭特性，掺杂比例过高即浓度增加导致激活粒子之间的交叉弛豫，共振增强，导致荧光强度降低，而本申请中由于通过在稀土元素RE的两侧配位连接第一配体和第二配体甲基丙烯酸甲酯而形成线性结构，该线性结构较为稳定，该线性结构由于是二官能度结构，可以保证REOMMA线性配合物与单体MMA共聚过程中不会引起交联。从而最终保证RE0PMMA复合材料的品质控制，同时也可将稀土元素RE提高至较高的浓度，而不会产生淬灭现象，这保证了RE0PMMA复合材料具有良好的荧光自发光效果;第二，该线性结构可进一步进行高分子聚合反应得到高分子聚合物PMMA，并实现稀土元素RE与PMMA的均相复合，从而保证RE0PMMA复合材料具有较高的透明度。由于上述高稀土含量和高透明度这二者的效果，从而所述RE0PMMA复合材料具有高量子效率。该RE0PMMA复合材料具有了较高的应用价值，可望在新型LED照明以及透明显示中广泛应用。该制备方法工艺简单，易于产业化。
【附图说明】
[0019]图1为RE@MMA线性配合物的制备反应机理图。
[0020]图2为实施例1所得RE0PMMA复合材料的透光率测试图(曲线a对应于未掺杂的PMMA ；曲线b对应于实施例1)。
[0021 ]如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0022]以下将对本发明提供的REOMMA线性配合物及其应用作进一步说明。
[0023]本发明提供一种REOMMA线性配合物的制备方法，其包括以下几个步骤:
[0024]SI，将含有稀土元素RE的盐类化合物用醇溶液溶解，形成含有稀土元素RE的醇盐溶液；
[0025]S2，向所述含有稀土元素RE的醇盐溶液加入第一配体，第一配体与稀土元素RE进行配位反应得到混合液，其中所述第一配体为含芳香环结构的有机配体和/或丙烯酸类脂肪族配体；以及
[0026]S3，向所述混合液加入第二配体，第二配体与稀土元素RE进行配位反应得到REOMMA线性配合物，其中所述第二配体为甲基丙烯酸甲酯，所述第一配体和第二配体在稀土元素RE的两侧配位连接而形成线性结构。
[0027]在步骤SI中，通过所述醇溶液将含有稀土元素RE的盐类化合物充分溶解，而形成醇盐溶液。可以理解，该醇盐溶液中不含有水或者基本不含有水。所述醇溶液为乙醇、甲醇、丙二醇、异丙醇中的至少一种。该含有稀土元素RE的醇盐溶液的制备即溶解过程可在常温下进行，也可在加热的条件下进行。
[0028]所述含有稀土元素RE的盐类化合物的制备方法如下:先将稀土氧化物用酸溶液溶解，形成稀土盐类的溶液;然后加热该稀土盐类的溶液以除去酸和水。所述酸溶液用于将稀土氧化物溶解而形成盐类化合物。该稀土盐类的溶液的制备可在常温下进行，也可在加热的条件下进行，只要可使该稀土氧化物溶解即可。所述酸溶液的用量不做限制，只要将所述稀土氧化物溶解即可。所述酸溶液中酸的摩尔浓度不限，优选可为0.1mo 1/L?2moI/L。优选的，所述酸溶液中酸与所述稀土氧化物的摩尔比例为(I?5):1。所述酸溶液为硝酸、盐酸、硫酸中的至少一种。优选的，所述酸溶液为盐酸，其较易挥发，以利于后续的去除过程。所述加热该稀土盐类的溶液以除去酸和水，得到含有稀土元素RE的盐类化合物可具体为:将该稀土盐类的溶液加热至100°C，以蒸干酸和水。所述稀土元素RE为Eu、Y、La、Ce、Pr、Nd、Dm、Yb、Er、Lu、Ho、Dy、Tb、Sm 中的至少一种。
[0029]在步骤S2中，如图1所示，该第一配体与稀土元素RE进行配位，而连接在稀土元素RE的一侧。所述第一配体选择为含芳香环结构的有机配体和/或丙烯酸类脂肪族配体，该第一配体具有大键或者不饱和的碳碳双键而利于与稀土元素RE进行配位连接。该步骤S2的反应温度可为20摄氏度?35摄氏度，反应时间可为48小时?50小时。所述含有稀土元素RE的醇盐溶液中的稀土元素RE的醇盐与所述第一配体的摩尔比为(I?1.2):1。
[0030]所述含芳香环结构的有机配体为苯甲酸及其衍生物、琳啡罗琳及其衍生物中的至少一种，所述丙烯酸类脂肪族配体为丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸中的至少一种。
[0031]在步骤S3中，如图1所示，第二配体甲基丙烯酸甲酯(简称MMA)与稀土元素RE进行配位而在稀土元素RE的另一侧进行配位连接，最终形成一线性结构。所述第二配体与所述含有稀土元素RE的醇盐溶液中的稀土元素RE的醇盐的摩尔比例为(2?2.5):1。该步骤S3的反应温度可为20摄氏度?35摄氏度，反应时间为2小时?6小时。
[0032]本发明还提供一种REOMMA线性配合物，其包括稀土元素RE以及在稀土元素RE的两侧配位连接的第一配体和第二配体。所述第一配体、稀土元素RE与第二配体形成线性结构。所述第一配体为含芳香环结构的有机配体和/或丙烯酸类脂肪族配体，所述第二配体为甲基丙烯酸甲酯。
[0033]本发明还提供一种RE0PMMA复合材料。将上述得到的REOMMA线性配合物进行聚合反应，即可得到RE0PMMA复合材料。该聚合过程与现有的PMMA的制备过程相同，在此不做赘述。
[0034]所述的RE0PMMA复合材料可在显示和照明中的应用。具体的，该RE0PMMA复合材料具有自发光的特点，可利用LED的本征发光(蓝光)作为激发光源，将RE0PMMA复合材料做成平板状，将整个平板作为发光单元使用。该RE0PMMA复合材料可以大幅度提高能量的利用效率，并且在光源的均匀性，稳定性和能效比方面具备突出的优势。
[0035]与现有技术相比较，本发明提供的REOMMA线性配合物及其应用具有以下优点:第一，稀土荧光材料具有浓度淬灭特性，掺杂比例过高即浓度增加导致激活粒子之间的交叉弛豫，共振增强，导致荧光强度降低，而本申请中由于通过在稀土元素RE