【技术实现步骤摘要】
本申请属于非稀土先进转光材料领域，具体涉及一种双重互穿zn2-mof转光材料及其制法与在制备黄绿光led中的应用。
技术介绍
1、可见光中，人眼敏感的色光是550-565nm附近波长的黄绿光，因此黄绿光灯常用于制造表面检测设备，以探测工件表面的指纹、瑕疵或异物等；在建筑造景、广告灯饰等方面也应用广泛。
2、发光二极管(light emitting diode,led)的专利技术，是人类20世纪的又一次照明革命；led具有能耗低、反应快、体积小、寿命长等优点，是21世纪发展绿色照明的希望。主流技术制备黄绿光led所用转光剂，主要是稀土敏化的无机复合物(如ga2s3:eu2+，金属含量>59％)，存在金属含量高、环境不友好等缺陷。稀土是不可再生的战略资源，开发可完全或部分替代稀土的新型转光材料，对led行业可持续发展有积极的推动作用。
3、从功能有机分子和普通过渡金属盐出发，通过配位键、氢键等超分子作用构筑的荧光性金属-有机框架(metal-organic framework,mof)，是先进转光材料领域的研究热点。普通过渡金属盐廉价易得，所得mof转光材料具有微观有序、结构新颖、相纯度高、多孔轻质等优点，是发展新型非稀土转光材料的重要方向。
4、然而，由于化学反应历程复杂，影响产物结构与性能的内外因素很多，设计和合成新的多孔mof转光材料仍是挑战性课题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种双重互穿zn
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双重互穿zn2-mof转光材料，其化学通式为[zn2(npd)2(pyan)]n，属于单斜晶系，空间群为p21/c，晶胞参数所述化学通式中，组分npd2-是1,4-萘二甲酸h2npd脱去2个质子所得，所述h2npd结构如式ⅰ所示；组分pyan结构如式ⅱ所示，
3、
4、进一步，在所述双重互穿zn2-mof转光材料晶体结构不对称单元中，包含晶体学独立的2个zn2+离子、2个npd2-和1个pyan组分；每个所述有机组分pyan桥联2个zn2+配位，每个所述有机组分npd2-的氧原子分别与1个zn2+配位，zn2+为五配位模式，相邻两个zn2+离子之间距离为进而所有配位原子形成桨轮状双核簇[zn2n2(co2)4]，如式iii所示；式iii中，元素符号右侧数字标记表示不对称单元中原子编号，数字右上角标#号为对称转换，
5、
6、进一步，在所述组分npd2-晶体结构中，c1所在羧酸根与亚萘基之间的二面角为41°，而c2所在羧酸根平面与亚萘基平面之间的二面角为33°，c3所在羧酸根与亚萘基之间的二面角为51°，而c4所在羧酸根平面与亚萘基平面之间的二面角为23°，因而羧酸根与亚萘基之间存在着程度不同的共轭效应；所述组分pyan晶体结构中，n1所在芳环与亚蒽基之间的二面角为81°，n2所在芳环与亚蒽基之间的二面角为74°，因而pyan内官能团之间也存在着一定程度的共轭效应；通过配位键，npd2-和pyan组分均可传递电荷给zn2+离子。
7、进一步，在所述双重互穿zn2-mof转光材料空间结构中，所述桨轮状双核簇[zn2n2(co2)4]可视为6连接的节点，有机组分npd2-和pyan桥联双核簇，形成pyan柱撑的6-连接nacl型具有纳米尺寸孔隙的金属-有机框架，进一步通过双重互穿方式形成稳定的3d mof网络，双重穿插可提高了结构的稳定性；双重互穿zn2-mof空隙率platon计算值为18.4％。
8、进一步，所述双重互穿zn2-mof转光材料以h2npd、pyan、zn(no3)2·6h2o和hno3作为原料，以乙腈和水的混合溶液作为溶剂，采用溶剂热合成法制备。
9、进一步，所述制备方法具体包括如下步骤：
10、(1)将上述原料和溶剂混合形成反应体系，置于密闭容器中；所述原料h2npd、pyan、zn(no3)2·6h2o和hno3的物质的量比为1：1：2：0～7；所述溶剂乙腈和水的体积比3～9：1～7；
11、(2)将反应体系置于室温下搅拌10～30min，然后将反应温度升温至100～140℃，反应3天，之后自然冷却、过滤、干燥，得到块状晶体；所得块状单晶体在365nm光照射下呈现蓝绿色。
12、进一步，步骤(1)中所述h2npd、pyan、zn(no3)2·6h2o和hno3的物质的量比为1：1：2：3.5。
13、进一步，所述反应体系中h2npd或pyan的初始物质的量浓度为5mmol/l。
14、进一步，步骤(2)中反应温度为120℃，所述干燥是指晶体用蒸馏水洗涤后，室温下在空气中自然干燥。
15、采用上述方法制备得到的双重互穿zn2-mof转光材料在制备黄绿光led器件及复合荧光材料方面中的应用。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
17、(1)本专利技术制备的双重互穿zn2-mof转光材料，是一种配位作用驱动合成的晶态聚合材料，在其晶体结构中，组分npd2-和pyan构像的多样性导致了电子跃迁轨道能级更复杂；桨轮状双核簇[zn2n2(co2)4]可视为6-连接的网络节点，有机组分npd2-和pyan桥联双核簇，形成了nacl-型多孔金属-有机框架，并进一步双重互穿编制了稳定的3d zn2-mof网络，其空隙率platon计算值为18.4％，计算密度1.371g/cm3；这些结构特征为新型晶态多孔转光材料的研究提供了范例。
18、(2)本专利技术制备的双重互穿zn2-mof转光材料，不用稀土元素原料，实验条件温和，产率可达86％，物相纯度高，具有良好的热稳定性；所含zn元素计算值小于15％，远低于常规led用荧光粉的金属含量，对环境更友好；新材料晶体样品在365nm紫外光下呈现蓝绿色，易于识别和分离。
19、(3)以本专利技术提供的双重互穿zn2-mof转光材料样品封装的led器件，在3v 20ma功率驱动下，器件发出明亮舒适的黄绿光。led数据分析显示，其相关色温cct4840 k，主波长为561.4nm，色纯度92.5％。器件光谱还揭示出，用zn2-mof转光材料制备的转光层，能将芯片紫光高效地转换成黄绿光，是理想的高效转光材料。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种双重互穿Zn2-MOF转光材料，其特征在于，其化学通式为[Zn2(npd)2(pyan)]n，属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数所述化学通式中，组分npd2-是1,4-萘二甲酸H2npd脱去2个质子所得，所述H2npd结构如式Ⅰ所示；组分pyan结构如式Ⅱ所示，
2.根据权利要求1所述的双重互穿Zn2-MOF转光材料，其特征在于，在所述双重互穿Zn2-MOF转光材料的晶体结构不对称单元中，包含晶体学独立的2个Zn2+离子、2个npd2-和1个pyan组分；每个所述有机组分pyan桥联2个Zn2+配位，每个所述有机组分npd2-的氧原子分别与1个Zn2+配位，Zn2+为五配位模式，相邻两个Zn2+离子之间距离为进而所有配位原子形成桨轮状双核簇[Zn2N2(CO2)4]，如式III所示；式III中，元素符号右侧数字标记表示不对称单元中原子编号，数字右上角标#号为对称转换，
3.根据权利要求2所述的双重互穿Zn2-MOF转光材料，其特征在于，在所述组分npd2-晶体结构中，C1所在羧酸根与亚萘基之间的二面角为41°，而C2所在羧酸根平面与亚萘基平
4.根据权利要求3所述的双重互穿Zn2-MOF转光材料，其特征在于，在所述双重互穿Zn2-MOF转光材料空间结构中，所述桨轮状双核簇[Zn2N2(CO2)4]可视为6连接的节点，有机组分npd2-和pyan桥联双核簇，形成pyan柱撑的6-连接NaCl型具有纳米尺寸孔隙的金属-有机框架，进一步通过双重互穿方式形成稳定的3D MOF网络，双重穿插可提高了结构的稳定性；所得双重互穿Zn2-MOF空隙率Platon计算值为18.4％。
5.根据权利要求1-4任一所述的双重互穿Zn2-MOF转光材料的制备方法，其特征在于，所述双重互穿Zn2-MOF转光材料以H2npd、pyan、Zn(NO3)2·6H2O和HNO3作为原料，以乙腈和水的混合溶液作为溶剂，采用溶剂热合成法制备。
6.根据权利要求5所述的双重互穿Zn2-MOF转光材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的双重互穿Zn2-MOF转光材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述H2npd、pyan、Zn(NO3)2·6H2O和HNO3的物质的量比为1：1：2：3.5。
8.根据权利要求6所述的双重互穿Zn2-MOF转光材料的制备方法，其特征在于，所述反应体系中H2npd或pyan的初始物质的量浓度为5mmol/L。
9.根据权利要求6所述的双重互穿Zn2-MOF转光材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应温度为120℃，所述干燥是指晶体用蒸馏水洗涤后，室温下在空气中自然干燥。
10.一种双重互穿Zn2-MOF转光材料的应用，其特征在于，采用权利要求5～9任一所述方法制得的双重互穿Zn2-MOF转光材料在制备黄绿光LED器件及复合荧光材料方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种双重互穿zn2-mof转光材料，其特征在于，其化学通式为[zn2(npd)2(pyan)]n，属于单斜晶系，空间群为p21/c，晶胞参数所述化学通式中，组分npd2-是1,4-萘二甲酸h2npd脱去2个质子所得，所述h2npd结构如式ⅰ所示；组分pyan结构如式ⅱ所示，
2.根据权利要求1所述的双重互穿zn2-mof转光材料，其特征在于，在所述双重互穿zn2-mof转光材料的晶体结构不对称单元中，包含晶体学独立的2个zn2+离子、2个npd2-和1个pyan组分；每个所述有机组分pyan桥联2个zn2+配位，每个所述有机组分npd2-的氧原子分别与1个zn2+配位，zn2+为五配位模式，相邻两个zn2+离子之间距离为进而所有配位原子形成桨轮状双核簇[zn2n2(co2)4]，如式iii所示；式iii中，元素符号右侧数字标记表示不对称单元中原子编号，数字右上角标#号为对称转换，
3.根据权利要求2所述的双重互穿zn2-mof转光材料，其特征在于，在所述组分npd2-晶体结构中，c1所在羧酸根与亚萘基之间的二面角为41°，而c2所在羧酸根平面与亚萘基平面之间的二面角为33°，c3所在羧酸根与亚萘基之间的二面角为51°，而c4所在羧酸根平面与亚萘基平面之间的二面角为23°，因而羧酸根与亚萘基之间存在着程度不同的共轭效应；所述组分pyan晶体结构中，n1所在芳环与亚蒽基之间的二面角为81°，n2所在芳环与亚蒽基之间的二面角为74°，因而pyan内官能团之间也存在着一定程度的共轭效应；通过配位键，npd2-和pyan组分均可传递电荷给zn2+离子。
4.根据权利要求3所述的双重互穿zn2-mof转光材料，其特征在于，...
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。