[发明专利]一种具有紫色发光性能的荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光材料，尤其是涉及一种具有紫色发光性能的荧光材料及其制备方法。

背景技术

荧光是物质从激发态失活到多重性相同的低能状态时所释放的辐射。化合物能够产生荧光的最基本的条件是它发生多重性不变的跃迁时所吸收的能量小于断裂最弱的化学键所需要的能量。在化合物的结构中必须有荧光基团如＝C＝O、-N＝O、-N＝N、＝C＝N-、＝C＝S等。当这些基团是分子的共轭体系的一部分时，则该化合物可能产生荧光。

荧光材料按结构可大致划分为以下三类：(a)具有刚性结构的芳香稠环化合物；(b)具有共轭结构的分子内电荷转移化合物；(c)某些金属有机配合物。许多配体分子在自由状态下不发光或发光很弱，形成配合物后转变成强发光物质。如8-羟基喹啉是一个在分析中常用的配位试剂，Φ_f值极低，几乎可以认为不发荧光。在其与Al³⁺配位之后形成的8-羟基喹啉铝(Alq)就具有很好的荧光性能，目前已经成为电致发光中的明星分子。此外，8-羟基喹啉还能与Be、Ga、In、Sc、Th、Zn、Zr等金属离子形成发光配合物。这是因为形成配合物后，配体的结构变得更为刚性，从而大大减少了无辐射跃迁几率而使得辐射跃迁几率得以显著提高。某些Schiff碱类配体及杂环衍生物分子所形成的配合物也可以形成很好的发光配合物。

还有一类配合物发光机理是源于金属离子隔断了配体分子中的光致电子转移而增强了荧光辐射跃迁。因此，某些自由状态下不发光的配体可以用作特定离子的分析试剂或探针分子。这类分子的研究正成为一个热点之一是因为它们可以用以探测体液中某些关键离子浓度，为生物学和医学上解决许多关键问题提供便捷的条件。如果将它们进行一定的化学修饰，可以制备成具有特定选择性的功能膜。

荧光粉材料最早问世于1938年。早期Stokes等人合成了钨酸钙等荧光粉并用于荧光灯中。1948年开发出了磷酸盐荧光粉，此荧光粉发光性能比早期荧光粉有了显著改善。在20世纪60～70年代荧光粉得到了广泛应用。随着对荧光粉研究的不断深入，人们开发出了三基色荧光粉。把稀土元素作为激活剂引进荧光粉中，使荧光粉的发光性能得到明显的改善。据统计1997年欧洲的稀土三基色荧光灯约占照明灯总量的一半。20世纪80年代，超细粉末逐渐发展起来，日趋成为各国研究的重点。所谓超细粉末是指尺度介于分子、原子与块状材料之间，包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种颗粒材料，也称纳米颗粒材料。目前市场上荧光粉主要有硫化物系荧光粉，铝酸盐荧光粉，磷酸盐系荧光粉，稀土荧光粉等。从发光波段来说主要有近紫外激发的红色、绿色和蓝色荧光粉。

总的来说，近紫外发光的三基色荧光粉都是围绕着光致发光实现，在近几年取得了巨大的进步，研制了许多新型体系的荧光粉，改善了先前开发的荧光粉性能。尤其是开发与改善了近紫外荧光粉，使其性能更能实现在光发射器件上的应用。目前已涌现了许多新型体系，其中氮氧化物体系和钼(钨)酸盐体系等是很有发展前景的红粉。绿粉近些年也开发了一些新型的体系。但具有紫色发光性能的荧光材料还有许多有待改进的工作要做，例如：发光效率低、热稳定性差等，还需要开发更多的新型的体系，以便完善其性能。

近年来研究发现具有光学活性的金属离子与含有共轭基元的有机配体组装的金属有机小分子化合物显示出良好的发光性能。该类研究具有显著的创新性：有机成分和无机成分可以进行有目的的筛选与调控，通过筛选金属离子或共轭基元的大小，实现对发光波长的调控；另外，可以在分子水平上对材料的设计合成，有利于研究结构与性能的关系，探索材料的发光机理，从而为设计新型发光材料提供理论依据。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是针对现有技术，提供一种具有良好的具有紫色发光性能的荧光材料及其制备方法。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案为：一种具有紫色发光性能的荧光材料，该荧光材料是一种具有一定空间结构的镉喹啉羧酸化合物，其分子式为C₈₈H₆₄N₈O₁₂Cd₂，晶系为单斜，空间群为P21/c，晶胞参数a＝14.8706b＝13.8406c＝17.8687α＝γ＝90°，β＝96.034°，镉离子为变形八面体配位模式，两个氮配位原子来自于1，10-邻菲罗啉，三个氧配位原子来自于三个不同的喹啉羧酸配体，一个氧配位原子来自于一个配位水分子。

上述荧光材料的制备方法，包括以下步骤：