一种室温磷光复合材料的溶液制备方法及其应用

本发明属于室温发光材料，具体涉及一种室温磷光复合材料的溶液制备方法以及所述室温磷光复合材料的应用。

背景技术：

1、室温磷光(rtp)材料凭借其多维度、丰富和动态的色彩显示，在显示照明、光电子学以及防伪、信息加密等领域的应用中表现出巨大的潜力。现有技术中，有机-无机室温磷光复合材料多为水热法(碳点)制备。对于制备过程涉及溶液制备、反应以及溶剂去除等一系列步骤，水热法通常存在以下一些问题：1)在制备过程的各个步骤中通常需要在高温高压的条件下保持数个小时到数十个小时不等，流程繁琐且周期较长，参见：(1)sens.actuatorsbchem.2023,390,133946；(2)acsappl.nanomater.2023,6,1360-1368；(3)j.colloidinterfacesci.2023,632,129–139；(4)cn113583666b,2022.07.12；(5)cn114350359b,2023.04.07；(6)cn114672307b,2023.01.06。2)制备方法限制较多，通常需要在一定温度下将基质与客体溶液分别完全溶解，对于难溶与水的物质，还需要进行盐化操作，参见：(7)cn116218518a,2023.06.06；再混合搅拌得到混合溶液，并在进行长时间的超声分散、参见：(8)sensors.2022,22(8),2944；(9)opt.mater.2023,145,114502；(10)j.lumin.2023,260,119888；高温处理或微波照射，参见：(11)newj.chem.2023,47,9879；(12)cn114752166b,2023.06.06；等方式反应或混合之后，最后再通过真空加热/冷冻干燥等操作去除溶剂，对于大规模工业化造成一定的阻碍，提高了它的生产成本。3)另外，为实现磷光材料的制备，制备过程中通常对温度、湿度，参见：(12)cn114752166b,2023.06.06；ph或气体环境，参见：(13)cn115746167a,2023.03.07；有一定的要求，条件较为苛刻，进一步限制了其实际应用。

2、多色发射可以应用在多色显示、多级信息加密、防伪、多色成像等方面，目前，绿色和蓝色持久磷光荧光粉已经得到了很好的发展。在现有技术中，红色持久发光的可以是通过能量转移来实现。这种方法需要满足以下一些条件：一定取向、供受体距离足够接近(一般小于10nm)，供体发射光谱与受体激发光谱重叠。而且因为实现受体染料的余辉发光过程通常需要与磷光供体的制备过程一起进行，又因为低浓度的染料无法达到预期的能量转移效果，而高浓度的染料又容易自淬。这些原因都会导致颜色转换效率较低，对能量转移的实际应用造成了一定的限制。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中室温磷光复合材料高温高压、制备周期较长、工艺较为复杂等制备条件的限制，本发明采用常见的低沸点有机溶剂来替代水做溶剂，提供了一种室温磷光复合材料常温下的溶液制备方法、基于此室温磷光复合材料的一种新式的调色方法(能量转移方式)及其应用。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种简单的室温磷光复合材料的溶液制备方法，包括以下步骤：

4、s1:将客体分子和硼酸按一定质量比加入一定量的溶剂中，得到混合溶液即磷光体溶液；

5、s2:经挥发去除所述磷光体溶液中的溶剂，得到室温磷光复合材料。

6、所述客体分子为常见的芳香酸及其衍生物(酯和酰胺)，具体为如下之一所示的分子：

7、

8、其中r基团为c1～c4的烷基。

9、在一些优选的实施方式中，所述客体分子和硼酸的质量比为0.1％～5％，更优选为0.1％～2％。

10、在一些优选的实施方式中，所述硼酸与溶剂的质量体积混合比例为(0.007～0.25)g/ml。

11、在一些优选的实施方式中，所述溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、乙腈、乙醚、正己烷、环己烷、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、丙酮和丁酮中的一种或几种。

12、本发明同时提供了一种简单的调整余辉颜色的新方法。

13、在一些优选的实施方式中，所述方法是将荧光染料daspi、rhb或ru(bpy)3cl2相对于上述磷光复合材料制备方法中的客体分子以一定质量比掺入到所述制备方法中配制的磷光体溶液中，去除溶剂后得到调色后的室温磷光复合材料。

14、所述荧光染料的结构式如下所示：

15、

16、在一些优选的实施方式中，所述荧光染料与客体分子的质量比为1:20～1:1。

17、本发明还提供了所述制备方法制备的以及调色后的室温磷光复合材料的应用。

18、所述室温磷光复合材料的应用包括：将所述室温磷光复合材料作为发光墨水中的特征发光材料用于书写；或将所述室温磷光复合材料作为光信息加密的特征发光材料用于打印；或将所述室温磷光复合材料作为光电器件的发光材料。

19、在本发明中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本发明中具体公开。(在以下具体实施方式中，各个技术方案之间原则上可以相互组合而得到新的技术方案，这也应被视为在本发明中具体公开。)

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、1.本发明通过简单的溶液分散再挥发去除溶剂的方法，提供了一种溶液法制备所述室温磷光复合材料的新方法，本发明的制备方法操作简单，所得磷光复合材料发光性能优异，成本低廉，具有较好的应用前景。

22、2.该法将实现能量转移常见的过程仅需一步简单的步骤，更便于余辉颜色的调节。通过控制供受体分子比例即可实现能量转移，得到白色至橙色的余辉发射，实现室温磷光复合材料的余辉颜色调节。

技术特征：

1.一种室温磷光复合材料的溶液制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中还包括，在所述磷光体溶液中添加不同比例荧光染料，溶剂经挥发去除后，得到余辉颜色可调的室温磷光复合材料；

7.一种室温磷光复合材料的应用，其特征在于，所述室温磷光复合材料是由权利要求1或权利要求6所述方法制备得到的，所述应用为：

技术总结本发明涉及室温发光材料技术领域，具体涉及一种室温磷光复合材料的溶液制备方法及其应用。将硼酸、客体分子与有机溶剂混合得到磷光体溶液经挥发即可制备所述室温磷光复合材料，进一步添加荧光染料实现室温磷光复合材料余辉颜色的调控。本发明的制备方法操作简单，所得磷光复合材料发光性能优异，可作为墨水书写、打印、涂敷，应用于发光材料、信息加密、光电器件等领域。技术研发人员：李盛华,李泰文,李畅,李虹桥,王倩文,赵倩受保护的技术使用者：天津科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11