一种光谱转换薄膜的制备方法及产品的用途技术

本发明专利技术提供了一种光谱转换薄膜的制备方法及产品的用途。本发明专利技术采用层层组装的方法制备的有机发光水滑石复合薄膜具有上转换的性质，不需要相干光，且激发强度低，且可以观察到不同反斯托克斯位移的上转换发光。本发明专利技术进行能量给受体/LDHs复合超薄膜的设计组装，在LDHs的纳米尺度层间有利于能量给受体发生能量转移及受体的三线态‑三线态湮灭，从而实现二维的TTA‑UC，即实现层间限域效应，LDHs层板可以有效吸收紫外光，有一定的热稳定性，这都有力提升层间光功能客体的光热稳定性，从而有利于TTA‑UC的薄膜器件化和进一步应用。

Preparation method of spectrum conversion film and application of product

The invention provides a method for preparing a spectrum conversion film and the use of the product. The organic light-emitting hydrotalcite composite film prepared by layer-by-layer assembly method has up-conversion property, does not need coherent light, and has low excitation intensity, and can observe up-conversion luminescence with different anti-Stokes shifts. The invention carries out the design and assembly of the energy-giving receptor/LDHs composite ultrathin film. The nano-scale interlayer of the LDHs is favorable for energy transfer to the receptor and the trilinear annihilation of the receptor, thereby realizing the two-dimensional TTA_UC, that is, realizing the interlayer-limiting effect. The LDHs laminates can effectively absorb ultraviolet light and have certain heat. Stability, which can effectively enhance the photothermal stability of interlayer optical functional objects, is conducive to TTA_UC thin film devices and further applications.

【技术实现步骤摘要】
一种光谱转换薄膜的制备方法及产品的用途
本专利技术属于复合材料
，具体来说，涉及一种光谱转换薄膜的制备方法及产品的用途，其中，以镁铝水滑石为前驱物剥层制备的二维纳米层板作为有机分子光稳层用于发光太阳能聚光器。
技术介绍
LDHs(层状复合金属氢氧化物，也称水滑石)是一类典型的阴离子型层状材料，已经作为高性能催化材料、吸附材料、分离材料、功能性助剂材料、生物材料和医药材料等应用于诸多领域。LDHs的设计合成及插层组装性能，尤其是基于LDHs的光薄膜组装制备与功能开发引起了国际功能材料研究领域的广泛兴趣和高度重视。目前，光功能客体分子插层水滑石的二维荧光共振能量转移、电子转移、荧光传感检测等研究受到越来越多的关注。这些组装客体分子包括聚阴离子、中性聚合物、小离子/分子、生物大分子等。与传统研究高效光电转换材料不同，发光太阳能聚光器(LSC)是利用聚光效应来收集太阳光，进行光电转换的新型功能器件。其中，发光材料的发光性能和光热稳定性是决定LSC性能的关键。目前，LSC多以聚合物为基质，成本高，厚度大，光热稳定性有限。目前，基于能量给受体/LDHs复合体系的构筑及其限域效应和上转换发光性能的研究还未报道。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光谱转换薄膜的制备方法及产品的用途。本专利技术利用层状复合氢氧化物(LDHs)的可插层组装及光热稳定性，将TTA-UC的能量给受体引入LDHs纳米层间固载，构筑能量给受体/LDHs柔性复合超薄膜体系，实现层间的能量转移和TTA-UC发光。一种光谱转换薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)尿素法制备镁铝水滑石前驱体；2)离子交换法制备硝酸根插层的水滑石粉体并且以甲酰胺作为溶剂机械搅拌进行剥层得到水滑石纳米片胶体溶液；3)无氧环境下配制有机发光分子前驱液；4)制备PDDA和PSS交替预组装的预组装石英片；5)将预组装石英片交替浸泡在水滑石纳米片胶体溶液和有机发光分子前驱液中，最后浸泡在水滑石纳米片胶体溶液中形成最上面为水滑石层，得到光谱转换薄膜。优选的，所述有机发光分子前驱液中的有机发光分子为9,10-二苯基蒽、红荧烯、八乙基卟啉钯、或9,10-二苯基蒽和八乙基卟啉钯两种混合。优选的，所述有机发光分子前驱液是有机发光分子和聚乙烯咔唑或PTBEM的甲苯混合溶液。优选的，所述步骤5)中将预组装石英片交替浸泡在水滑石纳米片胶体溶液和有机发光分子前驱液中的次数为至少五次。优选的，所述步骤4)中预组装前将石英片在浓硫酸和双氧水的混合溶液中浸泡30分钟，然后分别用乙醇和去离子水超声洗涤两次，晾干后进行交替预组装。将上述方法得到的光谱转换薄膜用于发光太阳能聚光器。本专利技术制备的有机发光水滑石复合薄膜具有上转换的性质，不需要相干光，且激发强度低，且可以观察到不同反斯托克斯位移的上转换发光。本专利技术进行能量给受体/LDHs复合超薄膜的设计组装,在LDHs的纳米尺度层间有利于能量给受体发生能量转移及受体的三线态-三线态湮灭，从而实现二维的TTA-UC，即实现层间限域效应，LDHs层板可以有效吸收紫外光，有一定的热稳定性，这都有力提升层间光功能客体的光热稳定性，从而有利于TTA-UC的薄膜器件化和进一步应用。附图说明图1是从实施例1得到的水滑石的XRD图；图2是从实施例1得到的DPA@PTBEM/LDH复合发光薄膜组装不同层数的荧光光谱图；图3是从实施例1得到的(DPA&PdOEP)@PTBEM/LDH复合发光薄膜组装不同层数的紫外光谱图；图4是从实施例1得到的RUB@PTBEM/LDH复合发光薄膜的不同组装层数的荧光光谱图；图5是从实施例1得到的(DPA&PdOEP)@PTBEM/LDH复合发光薄膜组装不同层数的紫外光谱图；图6是从实施例1得到的(DPA&PdOEP)@PTBEM/LDH、对比例1得到的(DPA&PdOEP)@PTBEM在AM1.5的光源下照射复合薄膜得到的光稳定对比图。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术所述的一种光谱转换薄膜的制备方法及产品的用途做进一步说明，但是本专利技术的保护范围并不限于此。实施例11.离子交换法制备镁铝硝酸根水滑石1)将0.01mol的固体粉末Mg(NO3)2·6H2O和0.05mol的固体粉末Al(NO3)3·9H2O和0.06mol固体尿素溶于80ml的去离子水中，搅拌后转移到聚四氟乙烯反应器中，在110℃条件下晶化反应12小时，然后取出，用去离子水离心洗涤至中性，60℃充分干燥，得到镁铝碳酸根水滑石。2)取上述碳酸根水滑石1.0g与固体NaNO3200g溶于400ml去除CO2的去离子水中，均匀分散后加入0.02ml浓硝酸，氮气气氛保护下，常温机械搅拌24小时，用去离子水离心洗涤至中性，60℃条件下干燥，得到镁铝硝酸根水滑石。2.对水滑石进行剥层取100mg上述的镁铝硝酸根水滑石在100ml的甲酰胺溶剂中搅拌24小时，搅拌速度3000-5000转每分钟，将剥层后的水滑石进行离心洗涤，弃去沉淀物，得到澄清透明的胶体溶液，记为水滑石的剥层液。3.制备有机发光分子前驱液将选取的有机发光分子9,10-二苯基蒽、红荧烯、以及八乙基卟啉钯用甲苯作溶剂，制备得到浓度为1mol/L的溶液，然后将其分别与浓度为1mol/L的聚乙烯咔唑(PVK)或PTBEM的甲苯溶液按照DPA：PVK或PTBEM摩尔比为5：1、RUB:PVK或PTBEM摩尔比为5:1、PdOEP:PVK或PTBEM摩尔比1:1、DPA:PdOEP摩尔比为1:10和(DPA&PdOEP):PVK或PTBEM摩尔比为5:1的比例分别混合，获得DPA@PTBEM、RUB@PTBEM、PdOEP@PTBEM、(DPA&PdOEP)@PTBEM、DPA@PVK、RUB@PVK、PdOEP@PVK、(DPA&PdOEP)@PVK前驱液。4.光谱转换薄膜的制备1)将石英片放置于体积比为7:3的浓硫酸与双氧水中浸泡30分钟，然后用乙醇和超纯水交替洗涤两次，再在PDDA溶液和PSS溶液中交替各浸泡30分钟，得到预组装的石英片。2)上述预组装的石英片超纯水充分洗涤，吹干，浸泡于水滑石的剥层液中15分钟，取出，充分洗涤，吹干；再浸泡于有机发光分子前驱液中15分钟，取出，充分洗涤，吹干；可分别得到DPA@PTBEM/LDH、RUB@PTBEM/LDH、PdOEP@PTBEM/LDH、(DPA&PdOEP)@PTBEM/LDH、DPA@PVK/LDH、RUB@PVK/LDH、PdOEP@PVK/LDH、(DPA&PdOEP)@PVK/LDH一层发光薄膜。重复交替浸泡在水滑石纳米片胶体溶液和有机发光分子前驱液中3次，8次，13次，18次,23次；得到不同组装层数的发光薄膜。3)最后浸泡在水滑石纳米片胶体溶液中形成最上面为水滑石层。对产物进行表征，由图1可知镁铝水滑石，003和006衍射峰分别出现在10°和20°附近，说明合成的是层间为硝酸根阴离子的水滑石，排除了碳酸根在水滑石层间存在的干扰。图2和图3分别是组装薄膜不同组装层数的荧光光谱和紫外光谱图。由图2可知，随着组装层数的增加，复合薄膜的荧光呈现逐渐增强的趋势。对比例1用滴涂的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光谱转换薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)尿素法制备镁铝水滑石前驱体；2)离子交换法制备硝酸根插层的水滑石粉体并且以甲酰胺作为溶剂机械搅拌进行剥层得到水滑石纳米片胶体溶液；3)无氧环境下配制有机发光分子前驱液；4)制备PDDA和PSS交替预组装的预组装石英片；5)将预组装石英片交替浸泡在水滑石纳米片胶体溶液和有机发光分子前驱液中，最后浸泡在水滑石纳米片胶体溶液中形成最上面为水滑石层，得到光谱转换薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种光谱转换薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)尿素法制备镁铝水滑石前驱体；2)离子交换法制备硝酸根插层的水滑石粉体并且以甲酰胺作为溶剂机械搅拌进行剥层得到水滑石纳米片胶体溶液；3)无氧环境下配制有机发光分子前驱液；4)制备PDDA和PSS交替预组装的预组装石英片；5)将预组装石英片交替浸泡在水滑石纳米片胶体溶液和有机发光分子前驱液中，最后浸泡在水滑石纳米片胶体溶液中形成最上面为水滑石层，得到光谱转换薄膜。2.根据权利要求1所述的光谱转换薄膜的制备方法，其特征在于，所述有机发光分子前驱液中的有机发光分子为9,10-二苯基蒽、红荧烯、八乙基卟啉钯、或9,10-二苯基蒽和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆军，黄亚平，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11