本发明专利技术公开了属于无机有机复合智能材料领域的一种插层结构的压致荧光变色材料及其制备方法。本发明专利技术采用共沉淀法制备了荧光增白剂３５７阴离子插层水滑石的压致荧光变色材料。本发明专利技术的优点在于，通过将荧光客体分子在水滑石层间进行有序定向排列，实现了荧光增白剂３５７的分子固定化，通过外界压力的施加可以不断改变荧光增白剂３５７在水滑石层间的分子堆积形式，进而实现了在外界高低压条件下调控该复合材料在蓝光和绿光发射转变的目的，制备出具有优异性能的插层结构固态压致荧光变色材料。同时拓展了水滑石和荧光增白剂３５７在新型智能材料的应用范围。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机有机复合智能材料领域，特别是提供了一种插层结构的压致荧光 变色材料的制备方法。
技术介绍
智能材料通常是能够感知外界条件刺激，并能够产生相应响应的功能材料。荧光 智能材料是智能材料的重要组成部分，该类材料由于具有响应速度灵敏，易于监测等特点 得到了科技界的广泛关注。近些年研究人员逐渐开发了对热、光、电、磁、PH等外界响应的 荧光响应材料。与上述材料相比，对于外界压力响应的荧光智能材料的研究刚刚处于起步 阶段，仅有的少数的几例材料为有机荧光材料和金属有机配合物材料。因此发展新型的压 致变色发光材料对外界压力的监测以及通过外力调节材料的发光颜色具有重要意义。从智能荧光材料变色机理角度分析，通常认为通过外界条件改变有机分子的构型 和构象，以及分子之间的堆积和排列方式是设计新型智能荧光材料的一个重要思路，因此 将有机荧光分子在空间尺度进行定向排列有利于实现有机分子在外力条件下分子间堆积 方式的系统调变。荧光增白剂357 (即2，2' _ (1，2_ 二乙烯基)双[5_4_ ( 二乙氨基)_6_ (2，5_苯 基)氨基-1，3，5-三嗪-2-氨基]六苯磺酸钠)是当前化学工业中较为常用的一种荧光增 白剂，其被应用于洗衣粉、以及印染、造纸等国民经济的各行业。该材料具有良好的蓝光发 射性能，其本身并不具备压致荧光变色性能。双金属复合氢氧化物又称为水滑石(Layered Double Hydroxides，简写为LDHs) 是一种典型的阴离子型层状粘土材料，其具有层间离子可交换性，主体层板金属比例可调 性，以及耐光热稳定性等特点而倍受产业界和学术界的关注，通过插层组装方法，研究人员 已将多种有机荧光阴离子(如磺化罗丹明B，香豆素-3-羧酸根等)引入到LDH层间，形成 了具有超分子插层结构无机有机复合光功能材料，该类材料有利于提高荧光分子的物理和 化学稳定性，特别是其光热稳定性。同时有利于实现该荧光分子在微观尺度上定向排列和 有序性。然而具有压致荧光变色特性的插层结构材料至今还未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，为新型 的具有外界压力响应的智能荧光材料的设计合成提供新的思路和可行性解决方案，同时在 压力的控制下得到一种层状结构蓝光及绿光变色发光材料。本专利技术是将荧光增白剂357阴离子即2，2' _(1，2_ 二乙烯基)二 [5_4_( 二乙氨 基)-6-(2，5_苯基)氨基-1，3，5-三嗪-2-氨基]六苯磺酸根阴离子经共沉淀法引入水滑 石层间，构成均勻分散的荧光增白剂357阴离子插层的超分子层状材料；该复合材料能充 分利用水滑石层板的空间限域作用及其与层间阴离子的主客体相互作用，实现了荧光增白 剂357阴离子在水滑石层间的有序排列和固定化，得到了具有压力响应的荧光变色材料。制备步骤如下1.配制溶液A，其中二价、三价金属阳离子摩尔比M2+/M3+ = 2. 0-4.0，荧光增白剂 357阴离子与三价金属阳离子M3+摩尔比为0. 17-1. 0，M2+的浓度为0. 01-1. 5M ；2.配制浓度为0. 01-3. 0M的NaOH或K0H溶液B，NaOH或K0H的摩尔数为步骤1中 M2+和M3+的摩尔总和的2-2. 5倍；3.采用共沉淀方法，将溶液B通过恒压漏斗，在氮气保护条件下，向装有溶液A的 四口瓶中滴加，滴加完后，用NaOH调节pH为8. 0-11. 0，将四口瓶在氮气保护条件下放入 50-90°C水浴中或水热反应釜中反应12-24小时，将产物用去C02、去离子热水充分洗涤并离 心分离3-10次，至洗涤液无色；50-90°C下真空干燥10-30小时，研磨后即可得到荧光增白 剂357阴离子插层水滑石的压致荧光变色材料。本专利技术所述的M2+为Mg2+、Ni2+、Co2\ Zn2\ Ca2+中的任何一种，所述的M3+为Al3+、 Cr3\ Ga3\ In3\ Co3\ Fe3+ 和 V3+ 中的任何一种。将上述所制备的材料①进行XRD表征显示荧光增白剂357阴离子在水滑石层间插层成功。②进行荧光光谱表征显示该插层结构复合材料的发光峰随着外界压力的增大呈 现不断红移的特性。③进行热重_吸放热测量(TG-DTA)表征显示该插层结构复合材料的热分解温度 相对于单纯的荧光增白剂357分子有了显著提高。本专利技术的优点在于充分利用水滑石层状材料的空间限域作用及其与层间阴离子 的主客体之间相互作用，将荧光增白剂357阴离子引入水滑石层间，实现荧光分子在空间 二维尺度的有序排列和分子固定化，得到了具有在外界压力作用下不同荧光响应的无机有 机复合荧光变色材料。通过外界压力的施加可以不断改变荧光增白剂357在水滑石层间的 分子堆积形式，进而实现了在外界高低压条件下调控该复合材料在蓝光和绿光发射转变的 目的，制备出具有优异性能的插层结构固态压致荧光变色材料。同时拓展了水滑石和荧光 增白剂357在新型智能材料的应用范围。附图说明图1为实施例1得到的荧光增白剂357阴离子插层水滑石的压致荧光变色材料的 XRD谱图；横坐标为2 e，单位度；纵坐标为强度。图2为实施例2得到的荧光增白剂357阴离子插层水滑石的压致荧光变色材料的 XRD谱图；横坐标为2 e，单位度；纵坐标为强度。图3为实施例1制备的荧光增白剂357阴离子插层水滑石的压致荧光变色材料在 360nm紫外光条件下激发得到的荧光发射光谱，a为一标准大气压条件下，b为通过在红外 压片机施加18. 75GPa的外界压力30分钟后；横坐标为波长，单位纳米；纵坐标为强度。图4为实施例2制备的荧光增白剂357阴离子插层水滑石的压致荧光变色材料在 360nm紫外光条件下激发得到的荧光发射光谱，a为一标准大气压条件下，b为通过在红外 压片机施加18. 75GPa的外界压力30分钟后；横坐标为波长，单位纳米；纵坐标为强度。图5为实施例1得到的荧光增白剂357阴离子插层水滑石的压致荧光变色材料的 热重分析以及吸放热示意图；横坐标为温度，单位摄氏度；纵坐标分别代表吸放热和质量百分数，单位为微伏和％。具体实施例方式实施例11.称取 1. 282g Mg(N03)2 '6^0,0. 938g A1 (N03)3 '9H20 和 5. 438g 荧光增白剂 357 溶于200ml去C02、去离子水中，搅拌溶解后得到溶液A ；2.另取0. 6g NaOH溶于100ml去C02、去离子水得到溶液B ；3.采用共沉淀方法，将溶液B通过恒压漏斗，在氮气保护条件下，向装有溶液A的 四口瓶中滴加，滴加完后，用NaOH调节pH为8.0，将四口瓶放入70°C水浴中在氮气保护条 件下反应18h后，将产物分别用去C02、去离子水充分洗涤并离心分离5次，至洗涤液无色； 50°C下真空干燥24小时，得到黄白色粉体，研磨后得到荧光增白剂357阴离子插层水滑石 的压致荧光变色材料。对产物进行表征，由XRD图可知，Mg2+/Al3+为2 1的荧光增白剂357阴离子经反 应进入镁铝水滑石层间，出现了系列001取向的衍射峰，其层间距在1. 52nm，排除了碳酸根 进入水滑石层间的干扰，证明了阴离子插层成功。由荧光光谱可知，复合材料在一标准大气 压条件下发射光谱在452nm左右出峰，发出蓝色荧光。在外界压力为18. 75G本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
一种插层结构的压致荧光变色材料的制备方法，其特征在于，其制备步骤为1)配制溶液A，其中二价、三价金属阳离子摩尔比M2+/M3+＝2.0 4.0，荧光增白剂357阴离子与三价金属阳离子M3+摩尔比为0.17 1.0，M2+的浓度为0.01 1.5M；2)配制浓度为0.01 3.0M的NaOH或KOH溶液B，NaOH或KOH的摩尔数为步骤1)中M2+和M3+的摩尔总和的2 2.5倍；3)采用共沉淀方法，将溶液B通过恒压漏斗，在氮气保护条件下，向装有溶液A的四口瓶中滴加，滴加完后，用NaOH调节pH为8.0 11...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆军，闫东鹏，卫敏，段雪，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。