[发明专利]一种发光颜色可调的三基色有机无机硅基杂化材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于稀土发光材料制备技术领域，具体涉及一种发光颜色可调的三基色有机无机硅基杂化材料的制备方法。

背景技术

把稀土配合物引入到基质中形成有机-无机杂化材料成为研究者近年来努力关注的方向，国内外已经有了相关的文献报道，并且部分结果已经实现商业应用，在生命荧光探针，平面液晶显示，高效激光等领域有极大的潜在的应用价值。最近的研究集中在对有机配体进行硅烷化修饰后通过共水解缩聚反应，得到无机组分和有机组分以Si-C键相连接的有机-无机杂化材料，随后的研究结果表明，由于有机组分的存在使得最终所得的材料光热稳定性有了很大的提高，且没有相分离现象发生。而其中的有机功能组分则有效的吸收能量并传递给中心的稀土离子，达到敏化稀土发光的作用。

对于被硅烷化修饰的有机配体，现有技术中，主要选取具有优良光敏化性质的带有羧基或者氨基的芳香族衍生物分子。再通过将修饰过的前驱体分子与无机基质比如正硅酸乙酯进一步水解缩聚，通过光活性基团结合稀土离子，得到最终的有机-无机杂化稀土发光材料。但是经过多年的研究，基于对带有羧基或者氨基的芳香族衍生物分子进行修饰的制备路线已被研究的比较彻底，如果仍希望在这个基础上进行更深更广的研究或者得更好性质的杂化材料难度都比较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光颜色可调的三基色有机无机硅基杂化材料的制备方法。

本发明提出的发光颜色可调的三基色有机无机硅基杂化材料的制备方法，将带有羟基的芳香族衍生物分子进行结构修饰引入特定偶联分子，再通过与无机基质进一步水解缩聚将有机分子通过共价键嫁接到Si-O无机网络中，最终得到有机-无机杂化稀土发光材料。具体步骤如下：

(1)前驱体的制备：

将含有羟基的芳香族衍生物溶解于有机溶剂中，向其中加入有机硅偶联剂，在氮气保护下加热回流6-10小时，控制回流温度为80℃-100℃，蒸干有机溶剂，所得产物洗涤、纯化，得到嫁接1有机功能基团的有机硅前驱体；其中：含有羟基的芳香族衍生物与有机硅偶联剂的摩尔比为0.8∶1-1.2∶1；

(2)溶胶-凝胶过程：

在步骤(1)所得的有机硅前驱体中，分别加入正硅酸乙酯、稀土硝酸盐或锌醋酸盐，调节溶液的Ph值，在20-40℃温度下水解缩聚反应5-10小时，直到固体凝胶的生成；其中：有机硅前驱体、正硅酸乙酯、稀土硝酸盐的摩尔比为3∶6∶1；有机硅前驱体、正硅酸乙酯、锌醋酸盐的摩尔比为2∶4∶1。

(3)老化和干燥处理：

将步骤(2)所得的凝胶老化处理，即得到共价键键接的有机-无机杂化发光材料。

本发明中，步骤(1)中所述含有羟基的芳香族衍生物为α-羟基吡啶或钛铁试剂，有机硅偶联剂为三乙氧基硅基异氰酸丙酯。

本发明中，步骤(1)中所述的有机溶剂为DMF(氮氮二甲基甲酰胺)或者吡啶。

本发明中，步骤(2)中所述稀土硝酸盐为硝酸铕、硝酸铽以及醋酸锌。

本发明中，步骤(2)中Ph值的范围在酸性1-3之间。

本发明中，步骤(2)中所述水解温度为20-40℃。

本发明中，步骤(3)中老化温度为60-80℃，老化时间为10-30天。

根据本发明方法制备的有机-无机杂化发光材料，其特征在于具有优良的光学，形貌规整，排布均匀，无有机-无机相分离产生，颗粒尺寸在100-500nm。

由本发明方法制备的有机-无机杂化发光材料吸光强度大且转化率高，微观形貌规整，有机相和无机相之间无相分离产生且粒径分布均匀，分散性良好。此外，本发明方法所需条件温和，可操作性强，重现性好，且所得产品质量稳定。

附图说明

图1是本发明实施例1所得掺杂Eu³⁺的杂化发光材料的荧光图。

图2是本发明实施例2所得掺杂Tb³⁺的杂化发光材料的荧光图。

图3是本发明实施例3所得掺杂Zn²⁺的杂化发光材料的荧光图。

具体实施方式

本发明下面将通过参考实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。

实施例1