一种镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料，具有长余辉发光性能，制备方法具有原料价格便宜、合成方法简单、良好的稳定性、溶解性和成膜性等优点。本发明专利技术提供的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料，制备过程中，在原料选择上极其重要，本发明专利技术的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的有机原料或无机原料若被换成其他材料，余辉性能都会显著下降；材料具有几百毫秒的磷光寿命，持续时间为2～15s，在防伪加密、生物成像、有机电致发光器件等领域有着潜在应用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]长余辉材料在激发光源关闭后，可以长时间发光，寿命通常超过0.1s。近几十年来，由于余辉材料在应急照明、交通标志、室内装饰、显示器、防伪、光学记录、生物化学等新兴技术应用中具有良好的应用前景，因此余辉材料受到了越来越多的关注。与无机长余辉材料相比，有机长余辉材料具有较低的生产成本，多样化的合成工艺，可调节的发光特性以及与各种基质的良好相容性等优点。
[0003]但是纯有机小分子产生超长室温磷光(长余辉)相对困难，主要原因有：低的系间穿越速率，从三重激发态到单重基态(磷光)的辐射跃迁是自旋禁阻的，并且产生的三重激发态极容易发生非辐射弛豫和被氧气碰撞猝灭。导致有机长余辉材料寿命短、发光量子效率低，极大的限制了材料的应用，因此设计合成具有长寿命高效率的长余辉材料是非常迫切的需求。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述及现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]本专利技术通过分子设计，选用不同烷基链长度的的有机层以及刚性结构较强的无机层，合成了具有长余辉发光性能的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料。本专利技术的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料具有原料价格便宜且合成方法简单，在关闭激发光源后拥有几秒的持续发光等优点。该材料在防伪加密、光电材料等领域有着广泛的潜在应用价值，有望在防伪加密、电致发光器件等领域得到应用。
[0007]而本专利技术提供的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料，制备过程中，在原料选择上极其重要，本专利技术的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的有机原料或无机原料若被换成其他材料，余辉性能都会显著下降；此外反应物的比例、反应时间、反应温度都会显著影响材料的余辉性能。
[0008]有机
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无机二维杂化钙钛矿在分子水平上结合了有机和无机半导体，有机层分子和无机层分子会相互影响。有机层分子的烷基链长度的会影响二维杂化钙钛矿无机层的结构，而无机层又会影响有机层分子的堆积方式。因此可以通过调控有机层分子的烷基链长度间接的调控有机层分子的堆积方式，使有机层分子之间产生π
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π堆积，此外，无机层致密的晶格排布可以隔绝水和氧气，这些都有利于抑制三重态激子的非辐射跃迁，促进有机分子产生余辉发射。
[0009]因此，本专利技术的目的在于提供一种镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料及其制备方法和应用。
[0010]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料，包括，
[0011]以无机层和有机层交替堆积排列而成的层状结构；
[0012]无机层由CdCl2形成的[CdCl4]2‑
沿某一晶面方向共顶连接铺展而成，有机层是由胡椒基胺衍生物构成；胡椒基胺衍生物的氨基和[CdCl4]2‑
的Cl原子通过氢键连接，相邻胡椒基胺衍生物分子之间通过分子间作用力连接。
[0013]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述制备方法，包括，
[0014]惰性气氛下，将CdCl2和胡椒基胺衍生物混合，再加入乙醇和浓盐酸，加热搅拌得到反应溶液；
[0015]将反应溶液转至样品瓶中，冷却析出晶体，将析出的晶体抽滤干燥，得到目标产物。
[0016]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述胡椒基胺衍生物包括但不限于3,4
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亚甲二氧基苯甲胺(胡椒甲胺)、3,4
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亚甲二氧基苯乙胺(胡椒乙胺)中的一种或几种。
[0017]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述CdCl2、胡椒基胺衍生物和浓盐酸的摩尔比为1：1～2：8～10。
[0018]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述浓盐酸和乙醇的体积比为1:10～12。
[0019]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述加热温度为70～100℃，加热时间为1～2小时。
[0020]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述搅拌时间为1～2h。
[0021]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述洗涤抽滤，为用丙酮洗涤三次后抽滤。
[0022]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法的一种优选方案，其中：所述抽滤干燥，为在45℃的真空干燥箱里干燥12h。
[0023]作为本专利技术所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料，在防伪加密、生物成像、有机电致发光器件的应用
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]本专利技术的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料，具有长余辉发光性能，制备方法具有原料价格便宜、合成方法简单、良好的稳定性、溶解性和成膜性等优点。本专利技术提供的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料，制备过程中，在原料选择上极其重要，本专利技术的镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的有机原料或无机原料若被换成其他材料，余辉性能都会显著下降；材料具有几百毫秒的磷光寿命，持续时间为2～15s，在防伪加密、生物成像、有机电致发光器件等领域有着潜在应用。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0027]图1为本专利技术镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的单晶结构图；图(a)为实施例1，图(b)为实施例2；
[0028]图2为实施例1的粉末XRD图和单晶模拟XRD图；
[0029]图3为实施例2的粉末XRD图和单晶模拟XRD图；
[0030]图4为实施例1的SEM图和能谱结果；图(a)为SEM图，图(b)为能谱结果；
[0031]图5为实施例2的SEM图和能谱结果；图(a)为SEM图，图(b)为能谱结果；
[0032]图6为实施例1的余辉光谱和寿命衰减曲线；图(a)为余辉光谱，图(b)寿命衰减曲线结果；
[0033]图7为实施例2的余辉光谱和寿命衰减曲线；图(a)为余辉光谱，图(b)寿命衰减曲线结果。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料，其特征在于：包括，以无机层和有机层交替堆积排列而成的层状结构；无机层由CdCl2形成的[CdCl4]2‑
沿某一晶面方向共顶连接铺展而成，有机层是由胡椒基胺衍生物构成；胡椒基胺衍生物的氨基和[CdCl4]2‑
的Cl原子通过氢键连接，相邻胡椒基胺衍生物分子之间通过分子间作用力连接。2.如权利要求1所述镉基二维杂化钙钛矿长余辉材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法，包括，惰性气氛下，将CdCl2和胡椒基胺衍生物混合，再加入乙醇和浓盐酸，加热搅拌得到反应溶液；将反应溶液转至样品瓶中，冷却析出晶体，将析出的晶体洗涤抽滤并干燥，得到目标产物。3.如权利要求2所述制备方法，其特征在于：所述胡椒基胺衍生物包括但不限于3,4
‑
亚甲二氧基苯甲胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕文珍，葛磊，汪洋，陈润锋，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：