一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料及其制备方法

本发明涉及手性及材料化学，具体涉及一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料及其制备方法。

背景技术：

1、手性材料具有许多独特的性质和应用，例如手性识别、手性传感、手性催化等。手性识别是指手性分子之间的特异性相互作用，如酶对底物的选择性识别就是一种手性识别过程。手性传感是利用手性分子对特定手性物质的选择性响应来实现传感功能。手性催化则是利用手性催化剂来促进手性反应的进行，提高反应的选择性和效率。

2、手性无机材料研究的主要问题之一是手性分子选择性问题。由于手性分子的特殊性质，如对光学活性的响应或生物活性，许多研究者致力于开发能够选择性地将手性分子与无机材料结合的方法。这涉及到催化剂设计、反应条件优化以及对手性诱导机制的深入理解。

3、还面临着一些特殊的挑战和问题。合成方法，与有机手性分子相比，手性无机材料的合成方法更为复杂和困难。通常需要设计特殊的合成路线或利用手性催化剂来实现手性选择性合成。结构表征，手性无机材料的结构表征是一个关键问题。由于无机材料的复杂性和多样性，确定其手性结构的确切方式可能非常具有挑战性。现代表征技术如x射线衍射、电子显微镜、园二色光谱等对此有所帮助，但仍需要更多的研究和发展。性质研究，了解手性无机材料的性质对于应用和进一步开发非常重要；这包括对其光学、电学、磁学等性质的研究，以及手性对材料性能的影响机制的深入理解。应用探索，手性无机材料的应用潜力也是研究的重点之一。

4、因此，本文提出一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于设计能够解决现有天然物质的手性材料cd值较弱且不可以直接产生圆偏振光，卤氧化铋掺杂稀土离子上转换发光强度低的一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料。

2、为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料，其特征在于：化学通式为bi0.86er0.04yb0.1obr-zr/l；其中，r为d-山梨醇，l为d-甘露糖醇，z为1～6mmol。

3、本发明的另一目的在于提供一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

4、s1、按bi离子：yb离子：er离子：br离子：手性分子的摩尔比＝0.86～1.72：0.1～0.2：0.04～0.08：1～2：0.1～0.2的比例取硝酸铋、氧化镱、氧化铒、溴化钠和手性分子为原料；

5、s2、将氧化镱和氧化铒加入浓硝酸溶解，最终配成总溶液浓度为0.1～2mol/l的溶液，搅拌均匀，继续滴入浓硝酸，直至ph值调节到2～5，加入溶剂，制得初始液；

6、s3、然后向初始液中加入硝酸铋，溴化钠、手性分子，转入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，进行2～48小时温度为110～250℃的溶剂热反应；反应结束后的原始料；

7、s4、将得到的原始料用去离子水、乙醇分别洗涤2～4次，烘干，然后在300～600℃高温煅烧1～4h后，即制得掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料。

8、进一步的，所述手性分子为d-甘露糖醇和d-山梨醇中的一种或多种。

9、进一步的，所述d-山梨醇为右旋诱导剂，d-甘露糖醇为左旋诱导剂。

10、进一步的，s2中，所述溶剂为乙二醇或者乙二醇的水溶液。

11、进一步的s3中，所述聚四氟乙烯内衬的水热釜的装填度为0.4～0.8。

12、本发明的有益效果是：

13、本发明利用手性分子的诱导可以增强溴氧化铋材料的手性性质，使制备的材料具有更强的cd值，使其手性材料在光学、电学等方面表现出更优异的性能；同时利用手性分子诱导后的材料对光学的响应更为敏感，使制备的材料具有更高的吸收、发射或非线性光学性能，同时可以直接产生圆偏振发光，适用于光电子器件等领域；本发明利用稀土离子的特殊性质，附加手性分子的诱导，可以实现材料在手性光学方面的优异性能，拓展了手性分子在材料的应用范围；本发明所述的制备方法能够有效控制手性材料的结构和性能，易于制备出各种螺旋态状形貌的二维材料；

14、手性溴氧化铋掺杂稀土离子材料具有广泛的应用潜力，例如在光学器件、传感器、催化剂等领域有望发挥重要作用；这些有益效果使得掺杂镱铒稀土离子的手性卤氧化铋材料及其制备方法成为具有前景的研究方向，有望在材料科学和应用领域取得重要进展。

技术特征：

1.一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料，其特征在于：化学通式为bi0.86er0.04yb0.1obr-zr/l；其中，r为d-山梨醇，l为d-甘露糖醇，z为1～6mmol。

2.一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料的制备方法，其特征在于，所述手性分子为d-甘露糖醇和d-山梨醇中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料的制备方法，其特征在于，所述d-山梨醇为右旋诱导剂，d-甘露糖醇为左旋诱导剂。

5.根据权利要求2所述的一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料的制备方法，其特征在于，s2中，所述溶剂为乙二醇或者乙二醇的水溶液。

6.根据权利要求2所述的一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料的制备方法，其特征在于，s3中，所述聚四氟乙烯内衬的水热釜的装填度为0.4～0.8。

技术总结
本发明公开了一种掺杂镱铒稀土离子手性溴氧化铋二维材料及其制备方法，材料化学通式为Bi<subgt;0.86</subgt;Er<subgt;0.04</subgt;Yb<subgt;0.1</subgt;OBr‑zR/L；其中，R为D‑山梨醇，L为D‑甘露糖醇，z为1～6mmol；制备流程包括，按比例取硝酸铋、氧化镱、氧化铒、溴化钠、手性分子为原料，先将氧化镱和氧化铒加入浓硝酸溶解，最终配成总溶液浓度为0.1～2mol/L的溶液，搅拌均匀，调节pH值至2～5，加入溶剂，然后再加入硝酸铋，溴化钠、手性分子，转入带有聚四氟乙烯内衬的水热釜中，进行溶剂热反应；反应结束后对产物进行洗涤，烘干，高温煅烧，即得制备材料。本发明能够解决现有天然物质的手性材料CD值较弱且不可以直接产生圆偏振光，卤氧化铋掺杂稀土离子上转换发光强度低的问题。

技术研发人员：韩缙,马荣泽,张浩强,徐良,郎艳妮,李永进,王齐,尹兆益,宋志国,杨勇,周大成,邱建备
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23