一种磷光体、光驱动磷光生长的长寿命室温磷光材料及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种磷光体、光驱动磷光生长的长寿命室温磷光材料及应用，所述磷光体为光激发驱动的独特功能分子，有利于延长磷光材料的长余辉寿命。同时利用乙烯醇与乙烯的共聚物（PVA

【技术实现步骤摘要】
一种磷光体、光驱动磷光生长的长寿命室温磷光材料及应用


[0001]本专利技术属于有机室温磷光发光材料
，特别涉及一种磷光体、光驱动磷光生长的长寿命室温磷光材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]磷光材料，是在电磁辐射和离子射线激发下能发出磷光的材料。其中，纯有机室温磷光材料因其具有低成本、良好生物相容性、结构易修饰等优点，引起了人们极大的关注。这独特的优点使其能够应用于有机发光二极管、生物成像、信息加密、防伪等许多领域。然而，三重态激子的弱自旋轨道耦合和非辐射衰变快，导致低效率的系间窜越(ISC)，较难实现长寿命磷光发射。一般而言，实现长寿命的磷光发射可以从以下两个过程着手：(1)提高从最低激发单重态(S1)到激发三重态(T
n
)以及从最低激发三重态(T1)到基态(S0)的系间窜越(ISC)效率。这可以通过增强自旋轨道耦合或减小单重态与三重态间的能隙而有效实现。(2)抑制从最低激发三重态到基态的非辐射跃迁过程。但是由于剧烈的分子热运动(振动，碰撞，扩散运动等)以及氧气的猝灭效应，使得在室温条件下很难观察到有机磷光现象。
[0003]近年来，国内外研究学者利用晶体工程，构建主客体体系形成氢键网络，聚合物基质掺杂，聚集态诱导发射等策略开发了一系列高效有机长余辉材料。其中，以PVA为聚合物基体的主客体掺杂材料占据了一席之地，其通过自身的大量氢键与磷光体结合，从而表现出良好的磷光发光性能，但是以PVA作为聚合物基体，发射的磷光极易被空气中的水和氧气猝灭，难以在大气环境下长时间维持磷光发射。此外现有的磷光材料无法用肉眼观察到磷光增长现象，需要借助仪器才能实现观察，难以实现高效、快速的信息传输和销毁。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种余辉寿命长的磷光体，以及光驱动磷光生长的长寿命室温磷光材料，解决现有磷光材料无法用肉眼观察到磷光增长现象，难以实现高效、快速的信息传输和销毁，和难以在大气环境下长时间维持磷光发射的技术问题。
[0005]进一步，还提供了所述长寿命室温磷光材料的制备方法和应用。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是这样的：
[0007]本专利技术提供一种磷光体，其结构如式(1)所示：
[0008][0009]其中，R的结构如式(2)所示：
[0010][0011]进一步，所述磷光体的制备工艺路线如下：
[0012][0013]进一步，所述磷光体的制备工艺方法包括：
[0014]1)将4'
‑
羟基
‑
[1，1'
‑
联苯]‑4‑
甲醛溶解于四氢呋喃中后，加入碳酸钾，并在惰性气氛、65℃条件下搅拌均匀0.5h；
[0015]2)将氯化三聚膦腈溶解于四氢呋喃中；
[0016]3)将步骤2)所得溶液逐滴加入到步骤1)所得溶液中，70℃下充分反应12h后冷却至室温，除去四氢呋喃，所得残余物经提纯后得到的淡黄色产物即为磷光体。
[0017]其中，所述4'
‑
羟基
‑
[1，1'
‑
联苯]‑4‑
甲醛和氯化三聚膦腈的摩尔比为6:1。
[0018]本专利技术还提供一种光驱动磷光生长的长寿命室温磷光材料，包括上述的磷光体。其制备方法包括：
[0019]将磷光体与聚合物基体按(0.1
‑
3)mg：1ml混合，并搅拌均匀，然后将所得混合溶液滴在载玻片上制成透明薄膜，即得长寿命室温磷光材料；其中，所述聚合物基体为聚(乙烯醇
‑
co
‑
乙烯)的二甲基亚砜溶液。所述聚(乙烯醇
‑
co
‑
乙烯)中乙烯的质量百分含量为27～38％。
[0020]本专利技术还提供所述长寿命室温磷光材料的应用，将所述长寿命室温磷光材料用于信息传输和销毁、动态绿色防伪领域。
[0021]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0022]1、本专利技术提供的磷光体，由于含有联苯基团，苯环间通过自由旋转产生不同的构象，有利于分子间的堆积；此外，联苯结构可形成强的分子间π
‑
π相互作用，也有利于分子在聚合物基体中形成堆积。堆积的分子簇可增强分子间的系间窜跃以及自旋轨道耦合，从而延长长余辉寿命。
[0023]2、本专利技术利用乙烯醇与乙烯的共聚物(PVA
‑
co
‑
PE)作为聚合物基体，将带有联苯结构的磷光体进行掺杂，制备出国际上首例通过光驱动可直接观察到磷光生长的长寿命室温磷光材料。本专利技术制备的长寿命室温磷光材料具有紫外刺激响应行为，通过紫外灯辐照调节小分子与聚合物之间的相互作用，辐照较短时间就可以明显观察到长寿命磷光从无到有的生长过程，并且辐照后材料的磷光强度，磷光寿命以及发光亮度等性能都有质的提升。且移除紫外光之后，将薄膜放置在大气环境下，一段时间后，长寿命磷光又会消失。通过加热的方式可以加速长寿命磷光消失的过程，即可以实现动态循环。对于开发具有视觉控制的机密信息传输和销毁的人工分子开关具有重要价值。
[0024]3、本专利技术将通用小分子发色团功能化，再与聚合物基体进行物理掺杂制备出透明薄膜。透明薄膜在254nm紫外灯短时间的照射下，能够观察到白色条纹的生长，从而实现肉眼直接观察到磷光增长现象，无需借助仪器进行观察，易实现高效、快速的信息传输和销毁，对于信息传输和保密具有重要意义。且关闭激发光源后，可产生亮眼的蓝绿色余辉，余辉持续时间长达10s。
[0025]4、本专利技术长寿命室温磷光材料的成分简单，与无机磷光材料不同，不需要稀有元素，成本大大降低，且本专利技术克服了晶体材料制备困难、脆性大，稳定性差以及聚合物长余辉材料制备时间长的不足，同时最大限度地减少了可能的副反应。
附图说明
[0026]图1为磷光体THBE辐照前的核磁共振氢谱图；
[0027]图2为磷光体THBE 254nm紫外灯辐照1分钟后的核磁共振氢谱图；
[0028]图3为实施例1、实施例2和实施例3所得淡黄色产物的红外光谱图；
[0029]图4为室温大气环境下实施例1所得薄膜在254nm紫外灯激发下的磷光生长现象图；
[0030]图5为室温大气环境下实施例1所得薄膜在254nm紫外灯激发下的循环实验；
[0031]图6为室温大气环境下实施例1所得薄膜在254nm紫外灯辐照1分钟前后的磷光光谱；
[0032]图7为室温大气环境下实施例1所得薄膜在254nm紫外灯辐照1分钟前后的磷光寿命衰减曲线；
[0033]图8为室温大气环境下实施例1所得薄膜在254nm紫外灯辐照1分钟后的磷光照片；
[0034]图9为室温大气环境下实施例2所得薄膜在254nm紫外灯辐照1分钟前后的磷光发射光谱以及磷光寿命衰减曲线；
[0035]图10为室温大气环境下实施例3所得薄膜在254n本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷光体，其特征在于，其结构如式(1)所示：其中，R的结构如式(2)所示：2.根据权利要求1所述磷光体，其特征在于，其制备工艺路线如下：3.根据权利要求2所述磷光体，其特征在于，其制备工艺方法包括：1)将4'
‑
羟基
‑
[1，1'
‑
联苯]
‑4‑
甲醛溶解于四氢呋喃中后，加入碳酸钾，并在惰性气氛、65℃条件下搅拌均匀0.5h；2)将氯化三聚膦腈溶解于四氢呋喃中；3)将步骤2)所得溶液逐滴加入到步骤1)所得溶液中，70℃下充分反应12h后冷却至室温，除去四氢呋喃，所得残余物经提纯后得到的淡黄色产物即为磷光体。4.根据权利要求3所述磷光体，其特征在于，所述4'
‑
羟基
‑
[1，1'
‑
联苯]
‑4‑
甲醛和氯化三聚膦...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨朝龙，朱颖，何梅毅，王永康，李陈，黄嘉悦，陈清傲，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：