专利摘要
本发明涉及一种二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料,其化学式为:[H2N(CH3)2]8H6[Er2(OH)(B‑α‑TeW7O28)Sn2(CH3)4(W5O18)]2·18H2O,属于单斜晶系,P2/c空间群,晶胞参数为a=17.923(3)Å,b=17.882(3)Å,c=29.463(4)Å,α=90.00º,β=122.22º,γ=90.00º,V=7989(2)Å3,Z=2,R1=0.0812,wR2=0.1635。该二甲基锡功能化且包含{B‑α‑TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料的合成是采用一步组装的策略,利用简单原料Na2WO4·2H2O、Sn(CH3)2Cl2、Er(NO3)3·6H2O、盐酸二甲胺和K2TeO3在水溶液条件下反应得到的。本发明研究了该材料在可见区和近红外区的光致发光性质,并制备了不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1‑Er/Yb,研究其在可见区和近红外区光致发光性能,并首次观察到Er/Yb=0.06:0.94共掺杂碲钨酸盐材料的上转换发光现象。
权利要求
1.一种二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
将Na
所述Na
2.采用权利要求1所述制备方法制备得到的二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料。
3.权利要求2所述二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料在发光领域中的应用。
4.如权利要求3所述二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料在发光领域中的应用,其特征在于,该碲钨酸盐材料用作发光材料。
5.如权利要求3所述二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入的碲钨酸盐材料在发光领域中的应用,其特征在于,该碲钨酸盐材料用作上转换发光材料。
说明书
技术领域
本发明属于多金属氧酸盐材料制备技术领域,具体涉及一种二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料制备方法和在荧光材料领域的应用。
背景技术
近些年来,随着科学技术的快速发展,科学家们对荧光的应用主要在荧光探针、分子传感器、物质的检测、发光器件、稀土掺杂发光材料以及金属-有机框架发光材料等方面研究较多,设计和制备性能优良的荧光材料吸引了极大的关注 (参见 Y. L. Zhang, X.H. Liu, Y. B. Lang,
近些年来,科学家们致力于研究以碲钨酸盐为构筑块的多金属氧酸盐材料。目前已经报道了一些过渡金属取代的碲钨酸盐,例如[(Mn
发明内容
本发明目的在于提供一种二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料(1-Er)、不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料(1-Er/Yb)及其制备方法和在发光领域的应用。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料的制备方法,其具体包括如下步骤:
将Na2WO4·2H2O、盐酸二甲胺、K2TeO3和Sn(CH3)2Cl2溶解到蒸馏水中,并调节pH值至6.0–6.5,然后加入Er(NO3)3·6H2O或Er(NO3)3·6H2O与Yb(NO3)3·6H2O的混合物,并将pH值再次调至6.0–6.5,搅拌溶解,滤去杂质,滤液室温条件下放置挥发,析出的粉色块状固体即为碲钨酸盐材料。
具体的,所述Na2WO4·2H2O、盐酸二甲胺、K2TeO3、Er(NO3)3∙6H2O、Sn(CH3)2Cl2和蒸馏水的摩尔比优选为10.6–16.7:24.4:0.78:1.14–3.82:1.00:1660–1670;Er(NO3)3·6H2O与Yb(NO3)3·6H2O的质量比优选控制在0.96:0.04―0.02:0.98范围内。
本发明还公开了采用上述制备方法制备得到的二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料。在制备过程中,当只添加Er(NO3)3·6H2O时,所得碲钨酸盐材料的化学式为:[H2N(CH3)2]8H6[Er2(OH)(B-α-TeW7O28)Sn2(CH3)4(W5O18)]2·18H2O(即1-Er);当添加的原料为Er(NO3)3·6H2O与Yb(NO3)3·6H2O的混合物时,通过控制Er(NO3)3·6H2O和Yb(NO3)3·6H2O的质量比可得到不同比例Er/Yb共掺杂的碲钨酸盐材料(1-Er/Yb)。
本发明还提供了上述二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入的碲钨酸盐材料在发光领域中的应用。
进一步的,上述二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料在发光领域中的应用,具体为该碲钨酸盐材料可用作发光材料。
进一步的,上述二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料在发光领域中的应用,具体为该碲钨酸盐材料用作上转换发光材料,尤其是不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料(1-Er/Yb)在发光材料和上转换发光材料方面的应用。
本发明中,采用一步自组装策略,将一定摩尔比的钨酸钠、盐酸二甲胺、亚碲酸钾、二甲基二氯化锡和硝酸铒在水溶液条件下反应得到了一例有机锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入的碲钨酸盐材料。在该反应中,一步自组装策略,利用简单的反应原料来制备结构独特的有机锡功能化的铒嵌入碲钨酸盐材料。合成思路如下:
( )具有孤对电子立体化学效应的Te
( ) 稀土离子因其具有高配位数和强的亲氧性,对碲钨酸盐表面氧原子表现出极强的键合能力,通过连接碲钨酸盐片段形成新颖的结构。另外,稀土离子也可以自聚成簇通过键合作用增强整体骨架的稳定性;
() 过量钨酸盐的反应体系为构筑同多钨和杂多钨阴离子片段提供了可能性;
(iv) 有机锡在碲钨酸盐体系中表现出活泼的化学性质,容易嵌入到碲钨酸盐的缺位片段上。
和现有技术相比,本发明具有如下优点:
1)本发明提供的二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料晶体结构可通过X-射线单晶衍射准确确定;
2)本发明提供的二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料及其不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料采用一步自组装方法得到,操作方便易行,有潜在的应用前景;
3)本发明提供的二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料可在发光方面存在潜在应用,并对不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料在可见区和近红外区的荧光发射行为进行了检测,首次发现了具有上转换发光行为的Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料;
4)本发明提供的二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料,为发现并制备其它有机锡功能化的稀土取代多金属氧酸盐发光材料提供实验依据和理论参考。
附图说明
图1中,(a) 二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料分子结构单元图,(b) 二聚阴离子片段[Er(OH)(TeW7O28)ErSn2(CH3)4(W5O18)]
图2为二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料红外光谱图,显示出其中
图3为二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料热失重曲线,表明失重过程主要归属于结晶水、配位水、二甲胺和H
图4中,(a) 在381 nm的激发下,不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的固态可见区荧光发射光谱图;(b) 在558 nm处,不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的最强荧光发射峰强度变化图;(c) 在381 nm的激发下,不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的固态近红外区荧光发射光谱图;(d) 在1532 nm处,不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的最强荧光发射峰强度变化图;
图5中,(a) 在381 nm的激发和556 nm发射条件下,不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的可见区荧光寿命衰减曲线;(b) 在可见区不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的平均寿命值;(c) 在381 nm的激发和1531 nm发射条件下,不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的近红外区荧光寿命衰减曲线;(d) 在近红外区不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的平均寿命值;
图6中,(a) 在980 nm的光激发下,不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的上转换荧光发射光谱图;(b) 不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb位于531 nm处的最强荧光发射峰强度随Er/Yb掺杂比例的变化图;b中的插图显示出Er/Yb掺杂比例质量比在0.96:0.04~0.16:0.84之间变化时对应的发射峰强度的变化关系。
具体实施方法
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1:
一种二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料, 其通过利用简单原料一步自组装的方法得到,制备方法具体包括如下步骤:
在搅拌条件下,将Na2WO4·2H2O (3.500 g, 10.612 mmol)、K2TeO3 (0.200 g,0.7839 mmol)、Sn(CH3)2Cl2 (0.220 g, 1.001 mmol)和盐酸二甲胺 (2.000 g, 24.445mmol)加入到30 mL蒸馏水中,然后用6 mol∙L
在同等条件下,通过控制Er(NO3)3·6H2O和Yb(NO3)3·6H2O的质量比制备得到不同比例Er/Yb共掺杂的碲钨酸盐材料(1-Er/Yb),其与上述目标材料1-Er制备的不同之处在于:用Er(NO3)3·6H2O与Yb(NO3)3·6H2O的混合物替换Er(NO3)3·6H2O,即保持Er(NO3)3·6H2O和Yb(NO3)3·6H2O的总质量0.500 g不变,控制Er(NO3)3·6H2O和Yb(NO3)3·6H2O的质量比分别为0.02:0.98、0.06:0.94、0.16:0.84、0.20:0.80、0.40:0.60、0.60:0.40和0.96:0.04。
实施例2:
一种二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料, 其通过利用简单原料一步自组装的方法得到,其制备方法具体包括如下步骤:
在搅拌条件下,将Na2WO4·2H2O (5.500 g, 16.676 mmol)、K2TeO3 (0.200 g,0.7839 mmol)、Sn(CH3)2Cl2 (0.220 g, 1.001 mmol)和盐酸二甲胺 (2.000 g, 24.445mmol) 加入到30 mL蒸馏水中,然后用6 mol∙L
实施例3:
一种二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料, 其通过利用简单原料一步自组装的方法得到,其制备方法具体包括如下步骤:
在搅拌条件下,将Na2WO4·2H2O (3.500 g, 10.612 mmol)、K2TeO3 (0.200 g,0.7839 mmol)、Sn(CH3)2Cl2 (0.220 g, 1.001 mmol)和盐酸二甲胺 (2.000 g, 24.445mmol) 加入到30 mL蒸馏水中,然后用6 mol∙L
本发明采用X-射线单晶衍射技术对该二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料的晶体结构进行了测定和表征,其晶胞参数如下:
该二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入的碲钨酸盐材料(1-Er)[H2N(CH3)2]8H6[Er2(OH)(B-α-TeW7O28)Sn2(CH3)4(W5O18)]2·18H2O属于单斜晶系,空间群为
更有趣的是,本发明借助变温X-射线粉末衍射、变温红外和变温荧光等测试手段对目标材料1-Er的热分解过程进行了深入研究(图1g、h和i)。从25–200℃红外光谱和粉末衍射图谱中,可以观察到峰形和峰位置没有太大变化,说明材料除了失去部分结晶水分子,其四聚阴离子结构骨架仍保持不变。当温度加热到400℃时,由于失去全部结晶水和配位水,红外光谱上的ν(W–Ot)、ν(W–Ob)、ν(W–Oc)和ν(Te–Oa)四种振动峰开始发生变化,同时、材料的粉末衍射图谱变得十分差,大部分特征衍射峰已经消失,样品的颜色也由粉色变成黑色。当温度上升至600到750℃,红外光谱上的碲钨氧酸盐框架的特征峰及结晶水、配位水和二甲胺的峰彻底消失,粉末衍射图谱中在30
本发明对该二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料的红外光谱(见图2)和热分析行为(见图3)进行了表征。其红外光谱在945、886、794、761、736、656和702 cm
在本发明中,该二甲基锡功能化且包含{B-α-TeW7O28}和{W5O18}混合构筑块的铒嵌入碲钨酸盐材料1-Er在发光领域存在潜在应用,并对不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb在可见区和近红外区的荧光发射行为进行了检测,发现了Er/Yb=0.06:0.94(质量比)的共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb具有上转换发光行为。
为探讨Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的荧光性能,本发明对不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb在可见区和近红外区均进行了荧光发射和荧光寿命测试,利用980 nm激光器对其上转换荧光发射行为进行了测试。从图4a中可以看出,随着Yb
反–斯托克斯发光(Anti-Stokes)由斯托克斯定律而来。斯托克斯定律认为材料只能受到高能量的光激发,发出低能量的光。但是后来人们研究发现,其实有些材料可以实现与上述定律正好相反的发光效果,于是称其为反斯托克斯发光,又称上转换发光。为了探讨共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb是否有上转换发光行为,在室温下用980 nm的光激发下,测试不同比例Er/Yb共掺杂碲钨酸盐材料1-Er/Yb的发射行为。从图6a中可以看到,其发射光谱在531 nm处有一个极弱的发射峰,对应于Er
一种二甲基锡功能化且包含多酸混合构筑块铒嵌入碲钨酸盐材料及其制备方法与应用专利购买费用说明
Q:办理专利转让的流程及所需资料
A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。
1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2:按规定缴纳著录项目变更手续费。
3:同时提交相关证明文件原件。
4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q:专利转让变更,多久能出结果
A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
动态评分
0.0