本发明专利技术公开了一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体及其制备方法和应用，属于有机发光材料领域的有机分子闪烁体，具体设计并制备了三种异构闪烁体小分子DCzB，CzPADB和DPADB，与目前的闪烁体相比：表现出长达682 ms，光致发光量子效率为65.8%，同时表现出不同的X射线辐射发光性能，在X射线照射下，CzPADB闪烁体表现出增强的辐射发光性能，以及低至110 nGy s<supgt;‑1</supgt;的辐射检测限和优异的稳定性，为后续开发和设计高效稳定的有机磷光闪烁体提供了新的研究思路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机发光材料领域，具体涉及一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体的制备方法。
技术介绍
1、有机超长室温磷光（长余辉）材料通常具有较长的发光寿命，在信息加密防伪，有机发
2、光二极管、3d 打印、可编程标签以及生物成像等领域具有良好的应用前景，其中有机磷光闪烁体因为其在核医学成像，柔性 x 射线探测器以及放射治疗等方面存在的优势，引起了研究者们的广泛关注。然而目前关于有机磷光闪烁体的报道相对较少，且在此类文献报道中，考虑到有机分子主要是由一些较轻的元素构成，缺乏对于 x 射线的吸收能力，设计者们采用的一般策略是引入例如溴或碘之类的重原子，通过提高分子的最高原子序数增强对于 x 射线的吸收效率。但目前针对于无重原子有机闪烁体的相关报道，仍然集中在有机荧光闪烁体领域，而关于无重原子纯有机磷光闪烁体的发展则停滞不前，主要原因在于对于其内在机理及分子设计原则还尚未理解清楚。
3、在此前的研究中，普遍认为通过重原子效应可以促进其 isc 过程和 x 射线吸收能力，可以有效地填充三重态激子，实现 x 射线激发的磷光发光，且与 uv 激发相比，磷光发射显著增强，表明其与紫外激发存在着不同的光物理机制：首先，重原子中的内部电子在吸收 x 射线后被“踢出”产生高能载流子，产生大量二次电子。然后电子和空穴分别在发光分子的最低未占分子轨道和最高占据分子轨道中热化，最后电子和空穴复合产生 25%的单线态激子和 75%的三线态激子，通过辐射衰变过程分别产生荧光和磷光，这与有机发光二极管电致发光光物理过程类似。
r/>技术实现思路
1、本专利技术提出一种无需重原子修饰的纯有机磷光闪烁体，为使用高效有机磷光闪烁体材料进行辐射检测和成像提供了巨大的新的可能性。
2、本专利技术为实现上述技术效果，提出的技术方案为：无重原子纯有机磷光闪烁体，包括dczb、czpadb和dpadb，其结构式如下：
3、。
4、上述无重原子纯有机磷光闪烁体的制备方法，包括如下步骤：
5、s1.在氩气氛围下，将咔唑溶于干燥后的二氯甲烷溶液中得到体系a1、将咔唑和二苯基吖啶溶于干燥后的二氯甲烷的反应瓶中得到体系a2、将二苯基吖啶溶于干燥后的二氯甲烷的反应瓶中得到体系a3；
6、s2.分别向体系a1、a2和a3中加入丙二酰氯和bf3‧et2o得到体系b1、b2和b3；
7、s3.分别向体系b1、b2和b3中加水猝灭后，进行萃取，收集有机层，并用无水硫酸钠干燥得到体系c1、c2和c3；
8、s4.分别将体系c1、c2和c3旋转蒸发减压除去溶剂后，得到粗产物，通过硅胶柱层析法提纯，分别得到dczb 、czpadb和dpadb粉末产物。
9、对上述技术方案的进一步设计为：步骤s1中，将咔唑、二苯基吖啶或咔唑与二苯基吖啶的混合物加入二氯甲烷溶液中，在室温氩气氛围下反应0.5 -1.5h；其中，咔唑与二苯基吖啶的混合物中咔唑和二苯基吖啶的摩尔比为1：0.9-1.1。
10、步骤s2中，加入丙二酰氯和bf3‧et2o，并在室温氩气氛围下反应3-5 h，其中丙二酰氯和bf3‧et2o的摩尔比为1：1.4-1.6。
11、步骤s3中，采用水和二氯甲烷进行萃取。
12、上述无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体可应用于x射线领域。
13、本专利技术的有益效果：
14、本专利技术设计并制备了一种无重原子的纯有机磷光闪烁体，本专利技术通过将热活化延迟荧光光物理过程应用到材料设计中，并将三模式长余辉发光过程引入其中，实现了高效的 x 射线激发发光，可显示出 682 ms 的长寿命以及 65.8%的高光致发光量子效率，并且能够在 x 射线照射下显示出良好的闪烁性能。
15、实验和研究表明该分子具有良好的电荷转移特性，h-聚集结构的存在赋予了材料长余辉的发射，并同时具备热活化延迟荧光，磷光以及长余辉三模式发射的特性，使得系间穿越过程得以增强，并伴随着三线态自旋禁阻的发射转变为自旋允许的单线态发射，提高了明亮的三线态激子的利用率，使得在 x 射线照射下，这种分子显示出增强的辐射发光性能以及低达 110 ngy s-1 的辐射检测限和优异的稳定性，为后续开发设计高效稳定的有机磷光闪烁体提供了一种新的研究策略。
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【技术保护点】
1.一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体，其特征在于，包括DCzB、CzPADB和DPADB，其结构式如下：
2.根据权利要求1所述的一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体的制备方法，其特征在于：步骤S1中，将咔唑、二苯基吖啶或咔唑与二苯基吖啶的混合物加入二氯甲烷溶液中，在室温氩气氛围下反应0.5 -1.5h；其中，咔唑与二苯基吖啶的混合物中咔唑和二苯基吖啶的摩尔比为1：0.9-1.1。
4.根据权利要求2所述的一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体的制备方法，其特征在于：步骤S2中，加入丙二酰氯和BF3‧Et2O，并在室温氩气氛围下反应3-5 h，其中丙二酰氯和BF3‧Et2O的摩尔比为1：1.4-1.6。
5.根据权利要求2所述的一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体的制备方法，其特征在于：步骤S3中，采用水和二氯甲烷进行萃取。
6.一种根据权利要求1或2所述的无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体在X射线领域的应用。
【技术特征摘要】
1.一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体，其特征在于，包括dczb、czpadb和dpadb，其结构式如下：
2.根据权利要求1所述的一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种无重原子修饰的纯有机磷光闪烁体的制备方法，其特征在于：步骤s1中，将咔唑、二苯基吖啶或咔唑与二苯基吖啶的混合物加入二氯甲烷溶液中，在室温氩气氛围下反应0.5 -1.5h；其中，咔唑与二苯基吖啶的混合物中咔唑和二苯基吖啶的摩尔比为...
【专利技术属性】
技术研发人员：张舒曼，王伟光，李慧，李天驰，陶冶，李欢欢，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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