一种发光稀土－β－二酮－聚乙烯吡啶高分子复合材料的制备方法

摘要

本发明属于发光高分子材料技术领域，具体涉及一种发光稀土－β－二酮－聚乙烯吡啶高分子复合材料的制备方法。本发明采用有机合成的方法修饰β－二酮有机小分子使其成为连接无机硅氧网络和有机聚合物的桥分子，然后通过加聚反应合成聚乙烯吡啶，进一步使桥分子，聚合物和稀土离子通过配位键组装成稀土配合物，最后采用溶胶－凝胶的方法将所得到稀土配合物经过桥分子的水解缩聚反应得到干凝胶，使具有长碳链的有机高分子通过配位键的形式镶嵌于无机硅氧网络基质中，且通过干燥老化过程得到化学及热力学性质稳定、表面形貌规整、具有特征荧光发射的高分子复合材料。本发明制备方法可在室温下直接得到，可操作性强，重现性好。所得产品质量稳定，能够使晶粒尺寸控制在微米及纳米范围内，且形貌规整。

主权项

1.一种发光稀土—β—二酮—聚乙烯吡啶高分子复合材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：(1)有机桥分子的制备：将β—二酮溶解于有机溶剂中，置于烧瓶中，然后将溶有还原剂氢化钠的有机溶剂滴入烧瓶中，控制烧瓶内溶液的反应温度为65—75℃，在氮气保护下加热回流2h；然后将溶有有机硅偶联剂的有机溶剂滴入烧瓶中，控制烧瓶内溶液的反应温度为60—75℃，在氮气气氛下继续回流反应12-17小时，冷却，蒸干有机溶剂，洗涤、纯化，得到嫁接有机官能基团的有机桥分子，β—二酮、氢化钠与有机硅偶联剂的摩尔比为1：2：2；(2)高分子聚合物的制备：将单体乙烯吡啶溶解于有机溶剂中，置于烧瓶中，加入引发剂过氧化苯甲酰，加热至60-80℃，并在该温度下回流，在氮气气氛下回流反应6-9小时，冷却，蒸干有机溶剂，洗涤、纯化，得到高分子聚合物聚乙烯吡啶，乙烯吡啶与引发剂过氧化苯甲酰的质量比为100：1；(3)有机桥分子，聚乙烯吡啶与稀土离子配位反应：将步骤(1)所得的有机桥分子和步骤(2)所得的聚乙烯吡啶溶液滴加到溶于稀土硝酸盐的乙醇溶液中发生配位反应得到稀土配合物，反应温度为20—30℃，反应时间为2—7小时，有机桥分子、聚乙烯吡啶和稀土离子的摩尔比为3：1：1；(4)溶胶-凝胶过程：向步骤(3)所得的稀土配合物中加入正硅酸乙酯和去离子水，调节溶液的pH值，在20-40℃温度下水解缩聚反应5-10小时，直到生成固体凝胶；其中：稀土配合物、正硅酸乙酯与去离子水的摩尔比为1：6：12—1：8：16；(5)老化和干燥处理：将步骤(4)所得的凝胶在55-85℃的温度下老化15-20天，然后用无水乙醇洗涤，干燥，即得所需产品。