一种基于尿酸与苯硼酸衍生物复合晶体的纯有机室温磷光材料的制备方法技术

本发明专利技术属于有机室温磷光材料技术领域，公开了一种基于尿酸与苯硼酸衍生物复合晶体的纯有机室温磷光材料的制备方法。制备方法包括以下步骤：步骤1、是将尿酸与苯硼酸衍生物按照一定的比例分散在水中后，超声一段时间得到悬浊液；步骤2、将步骤1中所得的悬浊液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，在一定的温度下加热一段时间，经过冷却到室温，得到纯有机室温磷光晶体，将得到的晶体在真空烘箱中烘干。本发明专利技术的方法，合成步骤简单，条件温和，制备得到的纯有机室温磷光晶体在室温下能发出明亮肉眼可见的磷光发射。的磷光发射。的磷光发射。

【技术实现步骤摘要】
一种基于尿酸与苯硼酸衍生物复合晶体的纯有机室温磷光材料的制备方法


[0001]本专利技术属于有机室温磷光材料
，涉及一种基于尿酸与苯硼酸衍生物复合晶体的纯有机室温磷光材料的制备方法。

技术介绍

[0002]室温磷光材料由于大的斯托克斯位移，高的信噪比，长的寿命，在信息加密、传感、光电领域、生物诊疗等领域具有广泛的应用。区别于无机室温磷光材料，纯有机室温磷光材料具有低毒性，成本低，易加工等优点，引起了研究人员的广泛关注。但纯有机室温磷光材料具有弱的自旋轨道耦合常数，三重态容易受到温度和氧气的影响，使超长寿命的纯有机室温磷光材料较难实现。然而，现在室温磷光材料主要以无机材料(Chem.Mater.2022,34,22,10068
‑
10076)，金属有机配合物(Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,6279
‑
6283)为主，但由于其合成步骤复杂，难以加工，含重金属原子等问题极大限制了其应用。因此，开发一种简单高效的纯有机室温磷光材料尤为重要，其中通过结构的设计和分子的堆积模式来实现有机室温磷光是可行的方法。例如可以通过在分子中引入杂原子促进系间窜越，还可以通过两组分共晶形成复合晶体来抑制非辐射跃迁实现纯有机室温磷光，这都为开发纯有机室温磷光材料提供了参考。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，针对目前合成出来的室温磷光寿命短，量子效率低的问题，提出一种基于尿酸与苯硼酸衍生物复合晶体的纯有机室温磷光材料的制备方法，该方法制备得到的纯有机晶体在室温下能发射出长寿命和高量子效率的磷光，且容易制备。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案：
[0005]一种基于尿酸与苯硼酸衍生物复合晶体的纯有机室温磷光材料的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将尿酸和苯硼酸衍生物的质量比1：1～16分散在超纯水中，超声时间30min。然后将溶液转移到聚四氟乙烯反应釜中，加热温度为60～150℃，加热时间为3～9h。冷却后得到了晶体于真空烘箱中加热温度为50℃，烘干时间48h。
[0007]其中，尿酸的结构式为：
[0008][0009]苯硼酸衍生物的结构式为下面1
‑
8的任意一种：
[0010][0011]本专利技术的制备方法通过尿酸与苯硼酸衍生物形成复合晶体，形成氢键作用，抑制非辐射跃迁，杂原子增强系间窜越，从而实现长寿命和高量子效率的纯有机室温磷光材料。
[0012]本专利技术中的尿酸具有多个酰胺键，能提供n
→
π跃迁，增强自旋轨道耦合，促进系间窜越。同时尿酸具有的酰胺键能和芳基硼羟基形成氢键，抑制非辐射跃迁，从而实现长寿命和高效的纯有机室温磷光。但是由于尿酸和苯硼酸衍生物，在水中的溶解度低，难以互相形成强的氢键作用。考虑到增加温度和压强能增加尿酸和苯硼酸衍生物的溶解度，而且增强了尿酸和苯硼酸衍生物的碰撞机率，从而形成更强的氢键，因此，可以通过水热法实现室温磷光材料的制备。当冷却到室温下时，由于尿酸和苯硼酸衍生物的溶解度降低，析出晶体，晶体提供的刚性环境进一步抑制了非辐射跃迁，使其在紫外灯照射下发射出长寿命和高效的室温磷光。当然，温度也不能过高，温度太高容易使得尿酸和苯硼酸衍生物脱水碳化。
[0013]本专利技术的有益效果：本专利技术通过水热法，增加尿酸和苯硼酸衍生物的溶解度及尿酸和苯硼酸衍生物分子的碰撞机率，冷却后析出晶体，形成了分子间和分子内强的氢键，由于尿酸含有大量酰胺不但提供了n
→
π跃迁促进系间窜越，而且也提供了氢键位点，成功并简单的合成了一种纯有机室温磷光的复合晶体。
附图说明
[0014]图1为尿酸与苯硼酸复合晶体的磷光发射和激发光谱。
[0015]图2为尿酸与苯硼酸复合晶体的X射线衍射谱图。
[0016]图3为尿酸与对苯二硼酸复合晶体的磷光发射和激发光谱。
[0017]图4为尿酸与对苯二硼酸复合晶体的X射线衍射谱图。
[0018]图5为尿酸与4
‑
氰基苯硼酸复合晶体的磷光发射和激发光谱。
[0019]图6为尿酸与4
‑
氰基苯硼酸复合晶体的X线衍射谱图。
[0020]图7为尿酸与4
‑
氟苯硼酸复合晶体的磷光发射和激发光谱。
[0021]图8为尿酸与4
‑
氟苯硼酸复合晶体的X线衍射谱图。
[0022]图9为尿酸与4
‑
氯苯硼酸复合晶体的磷光发射和激发光谱。
[0023]图10为尿酸与4
‑
氯苯硼酸复合晶体的X线衍射谱图。
[0024]图11为尿酸与4
‑
甲氧基苯硼酸复合晶体的磷光发射和激发光谱。
[0025]图12为尿酸与4
‑
甲氧基苯硼酸复合晶体的X线衍射谱图。
[0026]图13为尿酸与4
‑
羰基苯硼酸复合晶体的磷光发射和激发光谱。
[0027]图14为尿酸与4
‑
羰基苯硼酸复合晶体的X线衍射谱图。
[0028]图15为尿酸与4
‑
羰基甲氧基苯硼酸复合晶体的磷光发射和激发光谱。
[0029]图16为尿酸与4
‑
羰基甲氧基苯硼酸复合晶体的X线衍射谱图。
具体实施方式
[0030]以下结合技术方案和附图，进一步说明本专利技术的具体实施方式。
[0031]实施例1
[0032]本实施例公开了一种基于尿酸与苯硼酸复合晶体的纯有机室温磷光材料的制备步骤：
[0033]将尿酸和苯硼酸质量比为1：0～16的反应物分别分散在10ml水中，然后超声30min得到悬浊液。再将悬浊液快速转移到聚四氟乙烯反应釜内，置于60～150℃鼓风干燥箱中加热3～9h。冷却到室温后得到晶体，然后将晶体置于50℃真空烘箱干燥48h。
[0034]尿酸和苯硼酸结构如下：
[0035][0036]表1记录了尿酸和苯硼酸在不同质量比下的室温磷光情况：
[0037][0038]优选地，我们在以下实验中都采取尿酸和苯硼酸质量比为1：1的比例进行实验。反应物比例过高或过低都难以实现室温磷光的制备。
[0039]表2记录了尿酸和苯硼酸在不同温度下的室温磷光情况：
[0040][0041]优选地，我们在以下实验中都采取尿酸和苯硼酸在120℃下进行反应。温度过低不利于反应物溶解，温度过高，可能会引起原料碳化。
[0042]表3记录了尿酸和苯硼酸在不同反应时间下的室温磷光情况：
[0043][0044]优选地，我们在以下实验中都采取尿酸和苯硼酸反应3h。延长反应时间和3h反应结果并无太大差别，为了节约时间和资源，选取3h反应时间即可。
[0045]如图1磷光光谱所示，所合成的晶体最佳磷光发射波长为484nm，最佳激发波长为277nm。说明晶体发射出青色磷光。如图2X射线衍射图谱可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于尿酸与苯硼酸衍生物复合晶体的纯有机室温磷光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、是将尿酸与苯硼酸衍生物按照质量比为1：1～16分散在水中后，超声得到悬浊液；其中，尿酸的结构式为：苯硼酸衍生物的结构式为：步骤2、将步骤1中所得的悬浊液转移到聚四氟乙烯的反应釜中，在加热温度为120～15...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰雁，雷翔善，李丹，刘庆东，陈亚军，贺高红，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：