一种固化蓝色荧光材料及其制备方法

1.本发明涉及一种固化蓝色荧光材料及其制备方法，属于光电功能材料技术领域。


背景技术：

2.近年来，发光材料一直在不断更新，从传统稀土元素发光材料到如今的有机无机、全无机钙钛矿量子点，发光材料的发光强度以及plqy在不断提升的同时，商业化要求这些材料具有制备工艺简单，成本低廉的特点。但是一般的金属卤化物钙钛矿量子点稳定性较差，尤其是当暴露在高湿度的环境下，金属卤化物钙钛矿量子点的分解过程会被加速，对制备工艺要求高，成本较高。
3.本发明提供了一种固化蓝色荧光离子簇材料pb
2+-cl-zr-mof@dmf及其合成方法，这种发光材料在365nm激发下具有明亮的蓝色发光，并且制备工艺极其简易，产品稳定性好，制备纯度高，适合进一步商业化大规模生成的要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种固化蓝色荧光材料，所述蓝色荧光材料的结构式为：pb
2+-cl-zr-mof@dmf，铅离子掺入mof的孔隙与结构之中与mof形成了一个完整的整体，n,n-二甲基甲酰胺(dmf代称)分子进入mof框架中，由于dmf介于极性与非极性之间的性质，在mof框架中dmf与金属离子迅速形成荧光离子簇，所述的金属有机聚合物在365nm激发下具有蓝色发光。
5.本发明的另一目的在于提供所述固化蓝色荧光材料的制备方法，具体包括以下步骤：将锆盐、铅盐和对苯二甲酸完全溶解于n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液中，采用本领域技术人员熟知的方案溶解即可，n,n-二甲基甲酰胺可以很好的溶解原料且稳定不易发生反应；将上述原料溶解液全部转移到水热反应釜中混合，在120℃-160℃下反应12-48h，之后将得到的产物用dmf洗涤3-5次，离心分离后在60～80℃烘箱中烘干即可得到最终产物pb
2+-cl-zr-mof@dmf，pb
2+-cl-zr-mof@dmf发光强度较高。
6.优选的，本发明所述铅盐、锆盐、对苯二甲酸的质量百分比分别为20～40％、30～15％、30～60％，所有原料质量百分比之和为100％。
7.本发明对于所述离心分离的方案没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的方案即可。
8.优选的，本发明所述锆盐为zrcl4、zrbr4或者zr(no3)4。
9.优选的，本发明所述铅盐为pbcl2。
10.本发明的原理：
11.cl-、pb
2+
和zr
4+
能够在有机配体dmf的作用下形成小型离子团簇，dmf起到了键连保护以及良好溶剂的作用；这种由cl-、pb
2+
和zr
4+
所形成的离子团簇以cl-为中间连接元素分别键连了pb
2+
和zr
4+
，由于是重金属离子，pb
2+
和zr
4+
对于紫外光有很好的的吸收作用，并且卤素cl-能够调节能带使得整个pb
2+
@cl-@zr
4+
离子团簇具有在365nm激发下的蓝色荧光；三
个离子缺少一个都不能使得剩下的部分具有蓝色荧光现象，此外zr
4+
除了作为发光离子团簇的一部分，更是组成mof结构的关键元素，本发明正是利用了zr
4+
的双重作用实现了对于蓝色离子簇液体材料的固化过程。使得离子簇材料的稳定性和应用性能得到大幅度提升。
12.本发明的有益效果：
13.(1)与传统发光材料相比，蓝色荧光材料pb
2+-cl-zr-mof@dmf具有较高的发光，且在365nm激发下有蓝色发光，弥补了现有下转换蓝色发光材料的短缺的状况；并且本发明提供的制备方法极其简易，原料成本低廉，产品合成稳定不易收其它因素影响，能够进行大规模商业化生产。
14.(2)本发明所述蓝色荧光材料zr
4+-cl-pb
2+
，是由金属离子zr
4+
和pb
2+
以及卤素cl按照一定比例与有机配体混合得到的荧光离子簇；由于离子簇的稳定性以及光学性能较差，本发明使用介孔材料封装的策略，将离子簇中的金属离子替换成mof材料，在保存离子簇整体结构的前提下，实现了材料的固化，提升了稳定性和应用性能。
附图说明
15.图1为实施例1的pb
2+-cl-zr-mof@dmf的xrd图；
16.图2为实施例1的pb
2+-cl-zr-mof@dmf在365nm激发下的发射光谱；
17.图3为实施例2的pb
2+-cl-zr-mof@dmf的xrd图；
18.图4为实施例2的pb
2+-cl-zr-mof@dmf在365nm激发下的发射光谱；
19.图5为实施例3的pb
2+-cl-zr-mof@dmf的xrd图；
20.图6为实施例3的pb
2+-cl-zr-mof@dmf在365nm激发下的发射光谱。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。
22.实施例1
23.本实施例所述pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料的制备原料及摩尔百分比为：对苯二甲酸30％、pbcl240％、zrcl430％；使用100ml烧杯制备的pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料；具体包括以下步骤：
24.将上述有机配体、pb盐、锆盐分别用20ml、20ml、30ml的n,n-二甲基甲酰胺溶液(dmf)完全溶解，采用本领域技术人员熟知的方案溶解即可，n,n-二甲基甲酰胺可以很好的溶解原料且稳定不易发生反应；将上述原料的dmf溶解液全部转移到体积为100ml的水热反应釜中混合；再将水热反应釜置于120℃的烘箱中反应12h；之后将得到的产物用dmf洗涤5次，在60℃烘箱中烘干即可得到最终产物pb
2+-cl-zr-mof@dmf。
25.对实施例1的pb
2+
@zr-mof@dmf材料进行了xrd分析，结果如图1所示；由图1可知，最终产物在基本保持了原有zr-mof结构的同时，pb
2+
也成功地掺入到zr-mof的结构之中；对实施例1的pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料在365nm激发下进行发射光谱分析，结果如图2所示；结果显示，实施例1的pb
2+-cl-zr-mof@dmf在365nm激发下具有450nm左右的蓝色发光。
26.实施例2
27.本实施例所述pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料的制备原料及摩尔百分比为：间苯二甲酸
50％、pbcl225％、zrbr425％；使用100ml烧杯制备的pb
2+
@zr-mof@dmf材料；具体包括以下步骤：
28.将上述有机配体、pb盐、锆盐分别用25ml、15ml、30ml的n,n-二甲基甲酰胺溶液(dmf)完全溶解，采用本领域技术人员熟知的方案溶解即可，n,n-二甲基甲酰胺可以很好的溶解原料且稳定不易发生反应；将上述原料的dmf溶解液全部转移到体积为100ml的水热反应釜中混合；再将水热反应釜置于120℃的烘箱中反应24h；之后将得到的产物用dmf洗涤3次，在70℃烘箱中烘干即可得到最终产物pb
2+-cl-zr-mof@dmf。
29.对实施例2的pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料进行了xrd分析，结果如图2所示；由图2可知，最终产物在基本保持了原有zr-mof结构的同时，pb
2+
也成功地掺入到zr-mof的结构之中；对实施例2的pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料在365nm激发下进行发射光谱分析，结果如图3所示；结果显示，实施例2的pb
2+-cl-zr-mof@dmf在365nm激发下具有450nm左右的蓝色发光。
30.实施例3
31.本实施例所述pb
2+
@zr-mof@dmf材料的制备原料及摩尔百分比为：联苯二甲酸57.2％、pbcl223.8％、zr(no3)
4 19％；使用100ml烧杯制备的pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料；具体包括以下步骤：
32.将上述有机配体、pb盐、锆盐分别用30ml、10ml、30ml的n,n-二甲基甲酰胺溶液(dmf)完全溶解，采用本领域技术人员熟知的方案溶解即可，n,n-二甲基甲酰胺可以很好的溶解原料且稳定不易发生反应；将上述原料的dmf溶解液全部转移到体积为100ml的水热反应釜中混合；再将水热反应釜置于150℃的烘箱中反应48h；之后将得到的产物用dmf洗涤3次，在70℃烘箱中烘干即可得到最终产物pb
2+-cl-zr-mof@dmf。
33.对实施例2的pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料进行了xrd分析，结果如图5所示。由图5可知，最终产物在基本保持了原有zr-mof结构的同时，pb
2+
也成功地掺入到zr-mof的结构之中；对实施例2的pb
2+-cl-zr-mof@dmf材料在365nm激发下进行发射光谱分析，结果如图6所示；结果显示，实施例2的pb
2+-cl-zr-mof@dmf在365nm激发下具有450nm左右的蓝色发光。
34.尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

技术特征：
1.一种固化蓝色荧光材料，其特征在于：所述蓝色荧光材料的结构式为：pb
2+-cl-zr-mof@dmf，铅离子掺入mof的孔隙与结构之中与mof形成了一个完整的整体，n,n-二甲基甲酰胺分子进入mof框架中，在mof框架中与金属离子迅速形成荧光离子簇，所述的金属有机聚合物在365nm激发下具有蓝色发光。2.权利要求1所述固化蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：将锆盐、铅盐和对苯二甲酸完全溶解于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，全部转移到水热反应釜中，在120℃-160℃下反应12-48h，产物用于n,n-二甲基甲酰胺溶液洗涤、烘干后得到pb
2+-cl-zr-mof@dmf。3.根据权利要求1所述固化蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于：所述铅盐、锆盐、对苯二甲酸的质量百分比分别为20～40％、30～15％、30～60％。4.根据权利要求1所述固化蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于：产物用dmf洗涤3-5次，在60～80℃烘箱中烘干。5.根据权利要求1所述固化蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于：所述锆盐为zrcl4、zrbr4或者zr(no3)4。6.根据权利要求1所述固化蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于：所述铅盐为pbcl2。

技术总结
本发明公开一种固化蓝色荧光材料及其制备方法，属于光电功能材料技术领域。本发明所述蓝色荧光材料的结构式为：Pb


技术研发人员：华健 王齐 邱建备 龙章文
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/10/15