黄光或红光铜簇组装体荧光材料、制备方法及其在制备纯铜簇白光LED器件中的应用技术

黄光或红光铜簇组装体荧光材料、制备方法及其在制备纯铜簇白光LED器件中的应用，属于白光LED照明技术领域。本发明专利技术使用胶体溶液一锅法，利用高沸点溶剂，芳香族及脂肪族巯基包覆配体，通过简单的加热处理，得到稳定的由铜簇组装而成的发射黄光或红光的二维条带组装体荧光材料，通过简单的调控配体结构即可达到对荧光发射峰位置的调控。该组装体荧光材料制备方法简单、快速、可大量生产，原料成本低廉、工艺无污染，且得到的材料亮度以及稳定性都得到提高，并且在预混白光时无荧光淬灭或能量转移现象发生，因此该组装体荧光材料可以应用于高显色指数的白光LED照明领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于白光LED照明
，具体涉及利用芳香族及脂肪族巯基包覆配体制备的黄光或红光铜簇组装体荧光材料、制备方法及其在制备纯铜簇白光LED器件中的应用。
技术介绍
超小尺寸金属纳米簇由于其具有超精细结构，低毒性，好的生物兼容性，大的斯托克斯位移，使其成为具有潜力的荧光体材料。金银荧光纳米簇的研究日渐成熟，但是贵金属的高成本限制了其在商业化应用的进程。而铜簇发光峰位多集中在黄光以前，且光亮度与稳定性较差。基于实用化方面考虑，得到高亮以及稳定的廉价纳米簇荧光材料成为各方探索的热点。由纯金属簇构筑的白光器件在原料预混时多出现荧光淬灭或能量转移情况，给工艺带来困难。基于以上原因，我们利用芳香族及脂肪族巯基包覆配体构筑铜簇组装体荧光材料，并实现了其在黄光与红光区的发射，而且通过简单的改变配体结构就可以改变发光峰位。组装增强了光亮度以及稳定性，且组装体材料在预混构筑白光时没有荧光淬灭及能量转移现象，基于此，利用得到的黄光、红光材料与之前蓝光铜簇材料共混，构筑了基于纯铜簇组装体材料的白光器件。此项研究对基于金属簇白光照明领域的发展具有很大的价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用芳香族及脂肪族巯基包覆配体制备的黄光或红光铜簇组装体荧光材料、制备方法及其在制备高显色指数的纯铜簇白光LED器件中的应用。该组装体荧光材料重点是利用芳香族巯基包覆配体，窄化铜簇组装体的能带，使其发光集中在红光区。由于该组装体荧光材料制备方法简单、快速，可大量生产、原料成本低廉、工艺无污染，且得到的材料亮度以及稳定性都得到提高，并且在预混白光时无能量转移，因此该组装体荧光材料可以应用于高显色指数的白光LED照明领域。本专利技术使用胶体溶液一锅法，利用高沸点溶剂，芳香族及脂肪族巯基包覆配体，通过简单的加热处理，得到稳定的由铜簇组装而成的发射黄光或红光的二维条带组装体荧光材料，通过简单的调控配体结构即可达到对荧光发射峰位置的调控。具体来说，本专利技术所述的黄光或红光铜簇组装体荧光材料的制备方法，其步骤如下：将铜源溶入高沸点溶剂中，铜源质量浓度为1～5％，室温磁力搅拌下加入芳香族或脂肪族巯基包覆配体，配体与铜源的摩尔比为5～25：1，超声使之混合均匀，45～90℃下水浴搅拌0.5～6h，然后冷却至室温；将得到的淡黄悬浊液与三氯甲烷、丙酮按体积比1：2：4的比例混合，摇晃均匀后以6000～8000r/min离心5～10min，倒掉上清液；再向离心所得产物中加入上述同等体积的三氯甲烷和丙酮溶剂，重复以上离心操作2～3次，得到的离心产物抽干后即可得到芳香族或脂肪族巯基包覆配体稳定的由铜簇组装而成的二维条带组装体荧光材料。通过改变巯基包覆配体结构，即可得到黄光或红光区不同发射峰位的黄光或红光铜簇组装体荧光材料。基于纯铜簇组装体荧光材料白光LED器件的制备：将蓝光铜簇组装体荧光材料(Wu,Z.；Liu,J.；Gao,Y.；Liu,H.；Li,T.；Zou,H.；Wang,Z,；Zhang,K.；Wang,Y.；Zhang,H.；etal.Assembly-InducedEnhancementofCuNanoclustersLuminescencewithMechanochromicProperty.J.Am.Chem.Soc.2015,137,12906.)与黄光铜簇组装体荧光材料及不同发射峰位的红光铜簇组装体荧光材料与聚二甲基硅氧烷的预聚物混合均匀，所用荧光材料的质量用量比为2：0.5：0.9：0.9：1.2，所用多种荧光材料的总质量和与预聚物的质量用量比为1：50～200；之后滴覆在未封装的365纳米背底的LED(即以365纳米为光源背底芯片的灯珠)器件表面，然后将该LED器件置于50～85℃条件下烘1～5小时即可。上述实验方法所用原料为铜源、高沸点溶剂、芳香族巯基包覆配体以及脂肪族巯基包覆配体。铜源可以是CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2等；高沸点溶剂可以是二苄醚、液体石蜡等等；芳香族巯基包覆配体可以是HSC6H4F、HSC6H4Cl、HSC6H4Br、HSC6H4CH3、HSC6H4OCH3等不同对位取代的苯硫酚。脂肪族巯基包覆配体可以是4-氯苄硫醇、环己硫醇、巯基丙酸等。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术采用的原料都是商业上可以直接买到的无机盐，有机配体和溶剂，不需要进一步处理，按照比例直接进行混合即可，且反应温度低，实验简单安全，并具有良好的重复性，可大量化生产，得到的黄光或红光铜簇组装体荧光材料稳定性较好。本专利技术以商用CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2等为主体原料，相较于有机和半导体材料，铜储量大，价格低廉，毒性低，有利于工业化应用。而且，不同光色的荧光粉互混时无荧光淬灭或能量转移现象发生，特定比例混合材料作为光转换层，可得到高显色指数的白光LED照明器件。附图说明图1：实施例1利用4-氟苯硫酚配体制备的荧光颜色为黄色的铜纳米簇自组装荧光材料的透射电子显微镜照片(a)和荧光光谱(b)，图1(a)为铜纳米簇自组装荧光材料微观下的形貌，其为宽100纳米，长几微米到十几微米不等的条带组装结构透射电镜照片；从图1(b)中可以看出，在激发光波长为365nm时，发射光峰位在548nm。图2：实施例2利用4-氯苯硫酚配体制备的荧光颜色为红色的铜纳米簇自组装荧光材料的透射电子显微镜照片(a)和荧光光谱(b)，图2(a)为铜纳米簇自组装荧光材料微观下的形貌，其为宽100纳米，长几微米到十几微米不等的条带组装结构透射电镜照片；从图2(b)中可以看出，在激发光波长为365nm时，发射光峰位在646nm。图3：实施例3利用4-溴苯硫酚配体制备的荧光颜色为红色的铜纳米簇自组装荧光材料的透射电子显微镜照片(a)和荧光光谱(b)，图3(a)为铜纳米簇自组装荧光材料微观下的形貌，其为宽100纳米，长几微米到十几微米不等的条带组装结构透射电镜照片；从图3(b)中可以看出，在激发光波长为365nm时，发射光峰位在659nm。图4：实施例4利用4-甲基苯硫酚配体制备的荧光颜色为红色的铜纳米簇自组装荧光材料的透射电子显微镜照片(a)和荧光光谱(b)，图4(a)为铜纳米簇自组装荧光材料微观下的形貌，其为宽100纳米，长几微米到十几微米不等的条带组装结构透射电镜照片；从图4(b)中可以看出，在激发光波长为365nm时，发射光峰位在677nm。图5：实施例5利用4-甲氧基苯硫酚配体制备的荧光颜色为红色的铜纳米簇自组装荧光材料的透射电子显微镜照片(a)和荧光光谱(b)，图5(a)为铜纳米簇自组装荧光材料微观下的形貌，其为宽100纳米，长几微米到十几微米不等的条带组装结构透射电镜照片；从图5(b)中可以看出，在激发光波长为365nm时，发射光峰位在698nm。图6：实施例6利用4-氯苄硫醇配体制备的荧光颜色为黄色的铜纳米簇自组装荧光材料的透射电子显微镜照片(a)和荧光光谱(b)，图6(a)为铜纳米簇自组装荧光材料微观下的形貌，其为宽350纳米，长500纳米到800纳米不等的片状组装结构透射电镜照片；从图6(b)中可以看出，在激发光波长为365nm时，发射光峰位在558nm。图7：实施例7利用环己硫醇配体制备的荧光颜色为黄色的铜纳米簇自组装荧光材料的透射电子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黄光或红光铜簇组装体荧光材料的制备方法，其特征在于：是将铜源溶入高沸点溶剂中，铜源的质量浓度为1～5％，室温磁力搅拌下加入芳香族或脂肪族巯基包覆配体，配体与铜源的摩尔比为5～25：1，超声使之混合均匀，45～90℃下水浴搅拌0.5～6h，然后冷却至室温；将得到的淡黄悬浊液与三氯甲烷、丙酮按体积比1：2：4的比例混合，摇晃均匀后以6000～8000r/min离心5～10min，倒掉上清液；再向离心所得产物中加入上述同等体积的三氯甲烷和丙酮溶剂，重复以上离心操作2～3次，最后将得到的离心产物抽干后即得到芳香族或脂肪族巯基包覆配体稳定的由铜簇组装而成的二维条带黄光或红光铜簇组装体荧光材料。

【技术特征摘要】
1.一种黄光或红光铜簇组装体荧光材料的制备方法，其特征在于：是将铜源溶入高沸点溶剂中，铜源的质量浓度为1～5％，室温磁力搅拌下加入芳香族或脂肪族巯基包覆配体，配体与铜源的摩尔比为5～25：1，超声使之混合均匀，45～90℃下水浴搅拌0.5～6h，然后冷却至室温；将得到的淡黄悬浊液与三氯甲烷、丙酮按体积比1：2：4的比例混合，摇晃均匀后以6000～8000r/min离心5～10min，倒掉上清液；再向离心所得产物中加入上述同等体积的三氯甲烷和丙酮溶剂，重复以上离心操作2～3次，最后将得到的离心产物抽干后即得到芳香族或脂肪族巯基包覆配体稳定的由铜簇组装而成的二维条带黄光或红光铜簇组装体荧光材料。2.如权利要求1所述的一种黄光或红光铜簇组装体荧光材料的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张皓，艾琳，武振楠，杨柏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22