基于Eu(III)、Tb(III)和Zn(II)配合物的全色荧光可调水性聚氨酯：环境友好型多功能发光材料的创新设计

针对环境友好型全色荧光可调材料制备难题，研究人员通过共价键合策略，将Eu(III)、Tb(III)和Zn(II)配合物嵌入水性聚氨酯（WPU）链中，开发出WPU-Eu1-x-yTbxZny体系。该材料兼具全色域荧光调控、白光发射及激发波长依赖性动态调色能力，且以水为分散介质，VOC含量低，在防伪、显示技术等领域具有重要应用价值。

　　

在照明、显示和生物成像等领域，全色荧光可调材料因其广阔的应用前景备受关注。然而，现有材料往往面临两大瓶颈：一是依赖无机磷光体或量子点等非环境友好组分，二是稀土配合物缺乏高效蓝光发射体，难以通过红绿蓝（RGB）三原色调控实现全色域发光。更棘手的是，传统金属配合物与聚合物基体的相容性差，易导致相分离和机械性能下降。如何通过简单方法制备兼具优异发光性能和环境友好特性的材料，成为研究者亟需攻克的难题。

安徽某研究团队创新性地提出“配合物-聚合物共价键合”策略，以水性聚氨酯（WPU）为绿色载体，设计出基于Eu(III)、Tb(III)和Zn(II)配合物的全色荧光可调体系WPU-Eu_1-x-yTb_xZn_y。该成果发表于《Dyes and Pigments》，为解决上述问题提供了新思路。

关键技术方法
研究团队采用三步法：1）通过沉淀法合成红光Eu(PABA)₃Phen、绿光Tb(PABA)₃Phen及黄绿光Zn(5-aminoql)₂Cl₂；2）将配合物作为链延长剂与聚氨酯预聚体的–NCO基团反应，形成共价键；3）以水为分散介质制备WPU-Eu_1-x-yTb_xZn_y乳液。通过调节三种金属配合物比例（x/y值）和激发波长实现双模式调色。

研究结果
材料合成与表征
红外光谱证实配合物成功键合至聚氨酯链：Eu/Tb配合物中-NH₂特征峰红移（3460→3418 cm^-1），Zn配合物出现C=N伸缩振动（1623 cm^-1）。X射线衍射显示非晶态结构，表明金属离子均匀分散。

荧光调控机制
通过调整Eu/Tb/Zn摩尔比（1-x-y/x/y），实现从蓝绿（CIE坐标0.23,0.35）到深红（0.58,0.32）的连续调色，并在x=0.15/y=0.05时获得白光发射（CIE 0.33,0.34）。激发波长依赖实验显示，当激发从300 nm切换至365 nm，同一样品发射色可从蓝绿变为橙红。

性能优势
荧光寿命测试表明Tb(III)配合物寿命达1.2 ms，远高于传统掺杂体系。热重分析证明材料在250℃内稳定，且动态力学分析显示储能模量＞10 MPa，克服了水凝胶和硅橡胶的机械性能局限。

结论与意义
该研究通过分子设计将多金属配合物精准嵌入WPU链，首次实现水性聚氨酯基全色荧光可调。其创新性体现在：1）引入Zn(II)配合物弥补稀土体系蓝光缺失，突破RGB调控瓶颈；2）共价键合策略解决相分离问题；3）水基体系符合绿色化学要求。这种“预设比例+动态激发”双模式调控机制，为防伪标签、智能显示等应用提供了新材料平台。未来通过优化配体结构或引入其他金属离子，有望进一步拓展发光性能和适用范围。