一种发光可调复合离子液体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种新型的制备荧光可调复合离子液体的方法。首先利用1,8‑萘酰亚胺与氨基丙基咪唑反应生成萘酰亚胺咪唑(1)，利用化合物1与1‑溴代异辛烷进行咪唑季铵化得到烷基化萘酰亚胺咪唑溴盐(2)，利用化合物2，与双(三氟甲磺酰)亚胺银在甲醇中进行离子交换可得目标化合物3，其为一种离子液体，在紫外激发下能产生明亮的青蓝色荧光。以该发光离子液体为供体，引入一种吸收光谱(发射光谱)与该离子液体发射光谱具有重叠的荧光染料作为受体，可发生供受体之间的FRET(荧光共振能量转移)效应。通过单一的紫外激发，便可以得到同时包含离子液体与染料双重发光的复合离子液体，可用作白光墨水，以及紫外LED芯片的发光体制备白光LED。

A Method for Preparing Composite Ionic Liquids with Adjustable Luminescence

【技术实现步骤摘要】
一种发光可调复合离子液体的制备方法
本专利技术属于发光材料制备领域，具体涉及一种发光可调复合离子液体的制备方法。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。荧光共振能量转移与传统的发光材料之间的内滤效应(吸收光后再发射)不同，它是一种非辐射的能量转移方式，但是对材料分子的要求更高。首先，供体的发射光谱与受体的吸收光谱之间必须要有较大重叠；其次，供受体之间的距离要在一个非常小的范围内，通常为10nm；最后，对供受体的分子排列方式也有要求。荧光共振能量转移还要求供受体的荧光量子产率要高，其荧光寿命要相匹配。一般构筑这种供受体对的方法包括强相互作用，如利用共价键和配位键对供受体进行连接，或是利用弱相互作用，如通过氢键或者亲疏水作用形成组装结构，将供受体对封锁在极小的空间中。溶液介质中由于溶剂分子的阻隔，荧光共振能量转移难以发生。在目前阶段，白光LED的构筑方法主要为以蓝光发射的LED芯片为基底，负载有黄光与橙黄光发射的荧光粉。蓝光LED制备方法成熟，成本低廉，且发光效率高，然而，这种方法所制备的白光LED，由于蓝光成分较重，照在红色背底上时会出现微弱橙色。而以紫外芯片为基底的LED，色彩的呈现能力强，尽管存在发光效率低，成本较高的缺点，其应用前景与市场仍十分广阔。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术的目的在于提供一种荧光可调复合离子液体的制备方法，首先利用1,8-萘四甲酸二酐与1-(3-氨基丙基)咪唑反应生成萘酰亚胺咪唑(1)，利用化合物1与溴代异辛烷进行咪唑季铵化得到烷基化萘酰亚胺咪唑溴盐(2)，利用化合物2，与双(三氟甲磺酰)亚胺银在甲醇中进行离子交换可得发光离子液体3，本专利技术选用两种荧光染料罗丹明6G(R6G)与反-4-[4-(二甲氨基)苯乙烯基]-1-甲基吡啶碘(DSP)与发光离子液体3进行掺杂，实现其在CIE色坐标一定范围内的荧光可调。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种发光可调复合离子液体的制备方法，包括：将1,8-萘酐与氨基丙基咪唑反应生成萘酰亚胺咪唑(1)，记为化合物1；将化合物1与溴代异辛烷进行咪唑季铵化得到烷基化萘酰亚胺咪唑溴盐(2)，记为化合物2；将化合物2与双(三氟甲磺酰)亚胺银在醇溶液中进行离子交换，即得目标化合物3。本专利技术提出的方法是将溶剂分子直接替换为受体，供受体分子之间直接接触，发生荧光共振能量转移，是一种较为新颖的供受体对构筑方法。运用了荧光共振能量转移的理论实现了供体(离子液体)与受体(染料)之间的能量传递，通过单一激发，得到了荧光可调的双重发射。在一些实施例中，所述1,8-萘四甲酸二酐与氨基丙基咪唑反应的具体条件为：于70-140℃下，反应18-30h。若反应时间过短，萘酰亚胺咪唑(1)生成量较少，但反应时间达到30h后，继续增加反应时间，对产品的得率影响不大。在一些实施例中，所述1,8-萘四甲酸二酐与氨基丙基咪唑的投料比为1:1.5-1:2；在一些实施例中，所述化合物1与溴代异辛烷的投料比为1:2-1:5。若化合物1与溴代异辛烷的投料比小于1：2，易导致化合物1季铵化反应不完全，若投料比大于1：5，继续增大溴代异辛烷的加入量，对得率影响不大。其中，投料比为摩尔比。在一些实施例中，所述氨基丙基咪唑为1-(3-氨基丙基)咪唑、1-(2-氨基乙基)咪唑，1-氨甲基咪唑，1-(4-氨基丁基)咪唑或1-(5-氨基戊基)咪唑。本申请研究发现：与其他氨基丙基咪唑相比，采用上述末端氨基的烷基单取代咪唑制备的离子液体量子产率高、发光时间长。在一些实施例中，所述季铵化的条件为于70-140℃下，反应60-84h。本申请研究发现：化合物1与溴代异辛烷适应的季铵化反应条件为70-140℃，此时，产品的产率和纯度较高。在一些实施例中，所述溴代异辛烷为1-溴代异辛烷，碘代异辛烷，2-己基溴代癸烷或2-己基碘代癸烷。本申请研究发现：与其他溴代异辛烷相比，采用上述短链的支化溴代烷以及支化碘代烷制备的离子液体具有更好的发光性能。本专利技术还提供了任一上述的方法制备的发光可调复合离子液体。本专利技术还提供了一种掺杂染料的发光可调复合离子液体，由上述的离子液体、与罗丹明6G或反-4-[4-(二甲氨基)苯乙烯基]-1-甲基吡啶碘组成。当R6G与离子液体的摩尔比为1:10000时，可以得到蓝白色发光的复合离子液体，色坐标参数(0.24,0.34)，当DSP与离子液体的摩尔比为1:750时，可以得到纯白色发光的复合离子液体，色坐标参数(0.30,0.33)。本专利技术还提供了一种荧光墨水，包括：上述的掺杂染料的发光可调复合离子液体。将这种按一定比例配比的复合离子液体的稀乙醇溶液涂布和书写在纸上，干燥后无色，而在紫外灯下会发出明亮的白光，可以起到防伪的作用。本专利技术还提供了一种紫外芯片，包括：上述的掺杂染料的发光可调复合离子液体。由于离子液体本身与所添加的荧光染料均具有较大的量子产率将其负载在紫外LED芯片上时具有良好的发光性能。将合适配比的离子液体负载在紫外LED芯片上，即可得到白光LED。一般的发光芯片负载均为干燥的固体材料，这种液体发光材料是十分罕见的。另外，这种制备LED的方法十分简单，离子液体黏度高，粘附性好，无需粘合剂就可以与芯片良好的粘合，避免了额外的粘合剂对于LED发光的干扰。经过热分析测试，这种离子液体热分解温度高，热稳定性好，耐受LED在工作环境中带来的高温高热。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术的复合离子液体由于本身与所添加的荧光染料均具有较大的量子产率将其负载在紫外LED芯片上时具有良好的发光性能。(2)本专利技术实现了一种复合离子液体的线性荧光可调。当R6G与离子液体的摩尔比为1:10000时，可以得到蓝白色发光的复合离子液体，色坐标参数(0.24,0.34)，当DSP与离子液体的摩尔比为1:750时，可以得到纯白色发光的复合离子液体，色坐标参数(0.30,0.33)。本专利技术发现，无论是这类具有大环共轭结构的聚集诱导荧光猝灭类分子(如R6G)，还是这类共轭结构由可旋转单键连接的聚集诱导荧光增强类分子(如DSP)，在本专利技术的离子液体中均具有较强的发光，这充分说明了这种以本专利技术制备的离子液体为供体，构筑供受体对的方法，对于荧光染料的普适性。将这种按一定比例配比的复合离子液体的稀乙醇溶液涂布和书写在纸上，干燥后无色，而在紫外灯下会发出明亮的白光，可以起到防伪的作用。由于离子液体本身与所添加的荧光染料均具有较大的量子产率将其负载在紫外LED芯片上时具有良好的发光性能。将合适配比的离子液体负载在紫外LED芯片上，即可得到白光LED。一般的发光芯片负载均为干燥的固体材料，这种液体发光材料是十分罕见的。另外，这种制备LED的方法十分简单，离子液体黏度高，粘附性好，无需粘合剂就可以与芯片良好的粘合，避免了额外的粘合剂对于LED发光的干扰。经过热分析测试，这种离子液体热分解温度高，热稳定性好，耐受LED在工作环境中带来的高温高热。(2)本申请的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光可调复合离子液体的制备方法，其特征在于，包括：将1,8‑萘酰亚胺与氨基丙基咪唑反应生成萘酰亚胺咪唑(1)，记为化合物1；将化合物1与溴代异辛烷进行咪唑季铵化得到烷基化萘酰亚胺咪唑溴盐(2)，记为化合物2；将化合物2与双(三氟甲磺酰)亚胺银在醇溶液中进行离子交换，即得目标化合物3。

【技术特征摘要】
1.一种发光可调复合离子液体的制备方法，其特征在于，包括：将1,8-萘酰亚胺与氨基丙基咪唑反应生成萘酰亚胺咪唑(1)，记为化合物1；将化合物1与溴代异辛烷进行咪唑季铵化得到烷基化萘酰亚胺咪唑溴盐(2)，记为化合物2；将化合物2与双(三氟甲磺酰)亚胺银在醇溶液中进行离子交换，即得目标化合物3。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述1,8-萘酰亚胺与氨基丙基咪唑反应的具体条件为：于70-140℃下，反应18-30h。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述1,8-萘酰亚胺与氨基丙基咪唑的投料比为1:1.5-1:2；或所述化合物1与溴代异辛烷的投料比为1:2-1:5。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨基丙基咪唑为1-(3-氨基丙基)咪唑、1-(2-氨基乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝京诚，张格平，李洪光，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37