一种强黄色余辉发光的纯有机材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种强黄色余辉发光的纯有机材料及其制备方法和应用，所述由有机化合物AX和BBr混合而成，所述AX的摩尔含量为80％～99.9％，所述BBr的摩尔含量为0.1％～20％；当BBr以0.1％～10％的浓度掺杂到ABr中时，获得的材料在紫外光激发下发射白光，磷光量子效率在12～39％之间，磷光发光寿命在90～168ms之间。当BBr以0.1％～10％的浓度掺杂到AI中时，获得的材料在紫外光激发下发射黄光，磷光量子效率在19～51％之间，磷光发光寿命在9～30ms之间。此发明专利技术涉及的材料制备方法简单，并且由于高的磷光量子效率高将使此类材料在生物成像、防伪标识等领域具有广泛的应用。

A Pure Organic Material with Strong Yellow Afterglow and Its Preparation Method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种强黄色余辉发光的纯有机材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及有机余辉发光材料
，特别是涉及一种强黄色余辉发光的纯有机材料的有机材料及其制备方法和应用。
技术介绍
具有室温磷光的材料已经被广泛应用于道路标识、应急标识、生物标记以及电致发光二极管等领域。其中，发光时间超过20毫秒的余辉发光材料由于其具有消除背景发射噪音的优势而备受关注。这样的材料大都是含有稀土元素的无机材料。由于分子间淬灭和振动淬灭，纯有机的余辉发光的材料鲜有报道。Adachi在雌二醇玻璃体中掺杂了不同化合物而获得发不同颜色的余辉发光材料(Adv.Funct.Mater.2013,23,3386；J.Phys.Chem.Lett.2016,7,1539)。许多含羰基的咔唑(中国专利CN104046351A、Nat.Mater.2015,14,685、Adv.Opt.Mater.2015,3,1184、Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,2181、Adv.Mater.2017,29,1606829)、吩噻嗪、二苯并噻吩(NatCommun.2017,8,416；Chem.Sci.,2017,8,1909)、硼酸(J.Am.Chem.Soc.2017,139,2728)和芳香酸(Phys.Chem.Chem.Phys.2015,17,15989)已经被发现具有余辉发光特性。但是这些材料的余辉发光效率大都小于10％，所以开发出具有强余辉发光的纯有机材料是十分必要的和重要的任务。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种强黄色余辉发光的纯有机材料及其制备方法和应用，余辉发光效率大于10％，克服了纯有机余辉发光材料发光效率低下的问题。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：本专利技术的一种强黄色余辉发光的纯有机材料，由有机化合物AX和BBr混合而成，所述AX的摩尔含量为80％～99.9％，所述BBr的摩尔含量为0.1％～20％；AX的分子结构如下：其中AX中X为溴或碘；BBr的分子结构如下：当X为溴时，AX为ABr，当X为碘时，AX为AI(下同)。本专利技术的另一方面，所述强黄色余辉发光的纯有机材料晶体的制备方法，包括以下步骤：按预定比例称取AX和BBr将其溶于良性溶剂中，完全溶解后，再在溶液表面上慢慢加入非良性溶剂，形成双层溶液，待溶剂挥发，得双组份的余辉发光的晶体材料。在上述技术方案中，所述的良性溶剂为甲苯、苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、三氯甲烷、氯苯、溴苯、二甲苯、丙酮、丁酮、四氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙酸丁酯中的一种或混合物。在上述技术方案中，良性溶剂中AX和BBr的总摩尔浓度为0.1mM～0.1M。在上述技术方案中，不良溶剂为石油醚、正己烷、环己烷、甲基环己烷、甲醇、乙醇、丙醇、正庚烷、正辛烷等中的一种或混合物。在上述技术方案中，良性溶剂与不良溶剂的体积比为1:10～10:1。本专利技术的另一方面，所述强黄色余辉发光的纯有机材料粉末的制备方法，包括以下步骤：按预定比例称取AX和BBr将其溶于溶剂中，将所得溶液滴加到基质上，待溶剂挥发后得粉末状的余辉发光材料。在上述技术方案中，所述溶剂为甲苯、苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、三氯甲烷、氯苯、溴苯、二甲苯、丙酮、丁酮、四氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙酸丁酯等中的一种或混合物。在上述技术方案中，所述溶剂中AX和BBr的总摩尔浓度为0.1mM～0.1M。在上述技术方案中，所述基质为石英玻璃、玻璃、硅片、铁片、铝片、纸张或塑料。本专利技术的另一方面，所述强黄色余辉发光的纯有机材料在生物成像、防伪标识领域中的应用。在上述技术方案中，当所述纯有机材料由有机化合物ABr和BBr混合而成，并且BBr的摩尔含量为0.1％～10％，ABr的摩尔含量为90％～99.9％时，获得的材料在365nm紫外光激发下发射白光，关闭紫外光，所述材料发射黄色磷光，磷光量子效率为12～39％，磷光发光寿命为90～168ms。在上述技术方案中，当所述纯有机材料由有机化合物AI和BBr混合而成，并且BBr的摩尔含量为0.1％～10％，AI的摩尔含量为90％～99.9％时，获得的材料在365nm紫外光激发下发射黄光，关闭紫外光，所述材料发射黄色磷光，磷光量子效率为19～51％，磷光发光寿命为9～30ms。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的双组份的余辉发光材料化合物结构简单，合成工艺容易。材料的发光颜色、磷光的发光量子效率和发光寿命可以通过调节卤素类型和双组分的摩尔比来实现。如表1和图1所示，当BBr以0.1％～10％的浓度与ABr混合时，获得的材料在紫外光激发下发射白光，磷光量子效率在12～39％之间，磷光发光寿命在90～168ms之间，表现出优秀的余辉发光性能。如表2和图2所示，当BBr以0.1％～10％的浓度与AI混合时，获得的材料在紫外光激发下发射黄光，磷光量子效率在19～51％之间，磷光发光寿命在9～30ms之间。总之，此专利技术涉及的材料制备方法简单，并且由于高的磷光量子效率高将使此类材料在生物成像、防伪标识等领域具有广泛的应用。附图说明图1是BBr掺杂在ABr中获得的材料的发射光谱。图2是BBr掺杂在AI中获得的材料的发射光谱。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1：BBr的制备:苯并[b]咔唑(0.1g,0.46mmol)溶于10mLDMF中，冰水浴下搅拌10分钟。将NaH(0.06g,60％)慢慢加入上述溶液中，并在0℃下继续搅拌1个小时。将1-溴-4-(5-溴苯氧基)苯(0.17g溶于5mLDMF)溶液滴加到上述溶液中，继续搅拌2个小时，倒入200mL水中，抽滤得浅黄色固体。柱层析提纯(petroleumether/CH2Cl2＝2/1)。产率:17％.元素分析:理论值：C,71.19；H,5.55；N,2.96；实际值:C,71.15；H,5.58；N,2.93.1HNMR(400MHz,d6-DMSO)δ8.73(s,1H),8.30(d,J＝7.6Hz,1H),8.08(d,J＝8.3Hz,1H),8.02(d,J＝8.5Hz,1H),7.97(s,1H),7.60(d,J＝8.2Hz,1H),7.54(t,J＝7.5Hz,1H),7.48(t,J＝7.0Hz,1H),7.39(t,J＝7.0Hz,1H),7.38(d,J＝10.0Hz,2H),7.24(t,J＝7.4Hz,1H),6.81(J＝9.0Hz,2H),4.45(t,J＝6.9Hz,2H),3.88(t,J＝6.4Hz,2H),1.87(m,2H),1.65(m,2H),1.44(m,4H).13CNMR(101MHz,CDCl3)δ158.13,143.05,140.50,132.58,132.21,128.53,128.00,127.21,127.06,125.23,125.17,122.75,122.61,121.09,118.80,118.76,116.26,112.63,108.25,103.17,67.95,43.07,29.03,28.49,27.11,25.97.HRMS(m/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强黄色余辉发光的纯有机材料，其特征在于，由有机化合物AX和BBr混合而成，所述AX的摩尔含量为80％～99.9％，所述BBr的摩尔含量为0.1％～20％；AX的分子结构如下：

【技术特征摘要】
1.一种强黄色余辉发光的纯有机材料，其特征在于，由有机化合物AX和BBr混合而成，所述AX的摩尔含量为80％～99.9％，所述BBr的摩尔含量为0.1％～20％；AX的分子结构如下：其中AX中X为溴或碘；BBr的分子结构如下：2.如权利要求1所述的强黄色余辉发光的纯有机材料的晶体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按预定比例称取AX和BBr将其溶于良性溶剂中，完全溶解后，再在溶液表面上慢慢加入非良性溶剂，形成双层溶液，待溶剂挥发，得双组份的余辉发光的晶体材料。3.如权利要求2所述的晶体制备方法，其特征在于，所述良性溶剂中AX和BBr的总摩尔浓度为0.1mM～0.1M，良性溶剂与不良溶剂的体积比为1:10～10:1。4.如权利要求1所述的强黄色余辉发光的纯有机材料的粉末制备方法，其特征在于，包括以下步骤：按预定比例称取AX和BBr将其溶于溶剂中，将所得溶液滴加到基质上，待溶剂挥发后得粉末状的余辉发光材料。5.如权利要求4所述的粉末制备方法，其特征在于，所述溶剂中AX和BBr的总摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛鹏冲，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津,12