一种复合发光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复合发光材料及其制备方法和应用。这种复合发光材料包括以下组分：有机稀土配合物和纳米纤维素。本发明专利技术采用高分子、小分子配体结合的方法制备了有机稀土

【技术实现步骤摘要】
一种复合发光材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及功能材料
，特别涉及一种复合发光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]稀土离子因具有优异的发光特性被称为发光材料的宝库，可以用来开发和制备多种多样的发光材料。然而，在稀土配合物发光材料的实际应用中，除了被广泛研究的稀土配合物分子结构外，另一个需要被关注的关键点是稀土配合物与分散基质之间的界面情况。稀土配合物杂化材料常用的基质有无机基质、有机基质和无机/有机复合基质。其中聚合物基质具有可调的机械强度，良好的柔韧性，易加工性和低成本等特点，是稀土配合物的理想分散基质。但因为稀土配合物具有自身易团聚的特点，而且与高分子的相容性差，无法达到均匀分散，因此会导致其透明度降低和荧光猝灭等现象。
[0003]包覆改性和键合改性是提高稀土配合物与高分子材料相容性的常见方法。包覆改性反应过程较为复杂，不好控制，不利于规模化生产。通过化学键的方式将稀土配合物与高分子材料结合不仅可以提高两者之间相容性，还可以降低稀土配合物聚集导致的荧光淬灭，因此得到了国内外研究者的广泛关注。但是单独使用高分子材料作为配体并不能得到理想的效果，因为高分子配体的空间位阻大，键旋转的自由度小，在与稀土离子配位时受到阻碍，造成配位数不足，从而影响材料的发光性能及光、热稳定性。因此，有必要开发一种能高效发光的材料。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本专利技术的目的之一在于提供一种复合发光材料，本专利技术的目的之二在于提供这种复合发光材料的制备方法，本专利技术的目的之三在于提供这种复合发光材料的应用。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：
[0006]本专利技术的第一方面提供了一种复合发光材料，包括以下组分：有机稀土配合物和纳米纤维素。
[0007]优选的，所述的复合发光材料中，所述纳米纤维素包括纤维素纳米晶、羧基化纳米纤维素、氧化纳米纤维素中的至少一种；进一步优选的，纳米纤维素为氧化纳米纤维素。
[0008]优选的，所述的复合发光材料中，所述有机稀土配合物的质量为复合发光材料质量的1％～30％；进一步优选的，有机稀土配合物的质量为复合发光材料质量的1％～15％；再进一步优选的，有机稀土配合物的质量为复合发光材料质量的2％～14％。
[0009]优选的，所述的复合发光材料中，所述有机稀土配合物包括结构式为LnL2、LnL3的有机稀土配合物中的至少一种；其中，Ln表示中心稀土离子，选自钕、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的任意一种；L表示有机配体，选自联吡啶三唑类化合物、邻菲啰啉三唑类化合物、喹啉三唑类化合物、β
‑
二酮类化合物、芳香环化合物、长链脂肪酸类化合物中的任意一种。
[0010]优选的，所述长链脂肪酸类化合物是指C7及以上的脂肪酸化合物。
[0011]优选的，所述的复合发光材料中，所述有机稀土配合物选自式(Ⅰ)～式(
Ⅵ
)所示结构化合物中的至少一种：
[0012][0013]式(Ⅰ)至式(
Ⅵ
)中，Ln分别独立选自钕、铕、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的任意一种；
[0014]式(Ⅰ)和式(Ⅱ)中，R1、R2分别独立选自氢、卤素、烷基或芳香基；R3选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、氨基或芳香基；
[0015]式(Ⅲ)和式(Ⅳ)中，R4、R5分别独立选自氢、卤素、烷基或芳香基；R6选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、氨基或芳香基；
[0016]式(
Ⅴ
)和式(
Ⅵ
)中，R7选自氢、卤素、烷基或芳香基；R8选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、氨基或芳香基。
[0017]进一步优选的，所述的复合发光材料中，所述有机稀土配合物选自以下化合物中
的至少一种：
[0018][0019]式(Ⅰ)、式(Ⅲ)和式(
Ⅴ
)中，Ln分别独立选自铕、铽中的任意一种；
[0020]式(Ⅰ)中，R1、R2分别独立选自氢或甲基；R3选自三氟甲基或氨基；
[0021]式(Ⅲ)中，R4、R5分别独立选自氢或甲基；R6选自三氟甲基或氨基；
[0022]式(
Ⅴ
)中，R7选自氢或甲基；R8选自三氟甲基或氨基。
[0023]在本专利技术一些具体实施方式中，当纳米纤维素为氧化纳米纤维素时，中心稀土离子与配体进行2配位时，由于中心稀土离子存在剩余空轨道，可以与氧化纳米纤维素上的羧基进行配位，从而将稀土配合物通过配位键的方式“锚定”在纤维素上。
[0024]在本专利技术一些具体实施方式中，当纳米纤维素为氧化纳米纤维素时，有机配体上带有可以和氧化纤维素上的羧基形成配位的基团，如
‑
CF3及
‑
NH2等。通过这些基团，稀土配合物可以与纤维素之间形成氢键作用，从而达到提高稀土配合物相容性和分散性的目的。
[0025]在本专利技术一些具体实施方式中，所述有机稀土配合物选自以下化合物中的至少一种：
[0026]本专利技术的第二方面提供了本专利技术第一方面所述复合发光材料的制备方法，包括以下步骤：
[0027]将有机稀土配合物和纳米纤维素混合，制得所述的复合发光材料。
[0028]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，所述混合是在溶剂中进行。
[0029]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，所述混合具体是将有机稀土配合物溶液与纳米纤维素分散液进行混合。
[0030]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，有机稀土配合物溶液的溶剂包括醇溶剂、酮溶剂、酯溶剂中的至少一种。
[0031]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，纳米纤维素分散液为纳米纤维素的水分散液。
[0032]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，混合温度为10℃～40℃；进一步优选的，混合温度为20℃～30℃；再进一步优选的，混合温度为室温。
[0033]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，混合时间为5min～60min；进一步优选的，混合时间为10min～30min。
[0034]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，所述混合的方式包括搅拌、超声中的至少一种。
[0035]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，混合后还包括干燥的步骤。
[0036]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，所述干燥是真空干燥。
[0037]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，所述真空干燥的温度为30℃～50℃；进一步优选的，所述真空干燥的温度为35℃～45℃。
[0038]优选的，所述复合发光材料的制备方法中，当纳米纤维素为氧化纳米纤维素时，所述氧化纳米纤维素是采用氧化物介导氧化的方法制备得到；进一步优选的，所述氧化纳米纤维素具体是采用2,2,6,6
‑
四甲基哌啶氧化物(TEMPO)介导氧化的方法制得。
[0039]本专利技术的第三方面提供了本专利技术第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合发光材料，其特征在于，包括以下组分：有机稀土配合物和纳米纤维素。2.根据权利要求1所述的一种复合发光材料，其特征在于，所述纳米纤维素包括纤维素纳米晶、羧基化纳米纤维素、氧化纳米纤维素中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的一种复合发光材料，其特征在于，所述有机稀土配合物的质量为复合发光材料质量的1％～30％。4.根据权利要求3所述的一种复合发光材料，其特征在于，所述有机稀土配合物包括结构式为LnL2、LnL3的有机稀土配合物中的至少一种；其中，Ln表示中心稀土离子，选自钕、铕、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的任意一种；L表示有机配体，选自联吡啶三唑类化合物、邻菲啰啉三唑类化合物、喹啉三唑类化合物、β
‑
二酮类化合物、芳香环化合物、长链脂肪酸类化合物中的任意一种。5.根据权利要求4所述的一种复合发光材料，其特征在于，所述有机稀土配合物选自式(Ⅰ)～式(
Ⅵ
)所示结构化合物中的至少一种：
式(Ⅰ)至式(
Ⅵ
)中，Ln分别独立选自钕、铕、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的任意一种；式(Ⅰ)和式(Ⅱ)中，R1、R2分别独立选自氢、卤素、烷基或芳香基；R3选自氢、卤素、烷基、卤代烷基、氨基或芳香基；式(Ⅲ)和式(Ⅳ)...

【专利技术属性】
技术研发人员：路芳，史华红，麦裕良，李岱远，
申请(专利权)人：广东省科学院化工研究所，
类型：发明
国别省市：