[发明专利]一种Cu(I)的有机无机杂化高效荧光晶体材料的合成

说明书

技术领域

本发明涉及高效发光晶体材料及其制备方法，尤其是由含铜无机有机杂化材料构筑晶体发光材料及其制备方法。

 

背景技术

随着化石能源的枯竭，能源危机的脚步已日益临近。为了维护人类的生存以及人类文明，提高能源的供给宽带与利用效率就变得尤为重要。在新能源领域，有太阳能，风能等可再生能源的利用，虽然取得很大进展但成效甚微；而如何提高能源的利用率越来越受到世界各国的高度关注。目前，照明所消耗的电能占了全球发电总量的50%强。为了有效提高电能的利用效率，具有较高的能量转化效率并能有效避免常规发光材料中存在的较高能量损耗的高效发光材料，受到了科学界和商业界越来越广泛的关注。要实现发光材料的较高量子产率，必须要求光学材料能够最大可能的将所电能转化为光子，而非通过无辐射驰豫转化为热能。而降低材料的无辐射驰豫，就需要材料具有较小的声子能量，较好的结晶度，已经较大的光透过率等。因此，光学晶体材料，由于其较好的结晶特性和较大的光透过率以及较小的声子能量（<1000 cm^-1），可以避免非晶材料中存在的无辐射驰豫效应，因此通常具有较高的发光效率。另外由于它们具有较稳定光物理和光化学的性质，能够在较宽的温度, 湿度，压强范围内保持稳定等特点，可以用在多种极端条件下的发光元器件，因此正成为高效发光材料的一个研究热点。然而，由于绝大多数晶体发光材料都是通过高温提拉法或熔盐法制备得到的，所以其制备条件要求比较苛刻，且成本较高，还对环境造成一定的污染。因此，利用较为简便的制备方法以及相对温和的实验条件来制备稳定且高效的晶体发光材料受到了大家的广泛关注。具有热稳定性和光稳定性的由含铜无机有机杂化材料Cu₃I₃C₁₅H₂₁N₆构筑的发光晶体就是一种在低温水热条件下制备得到的高效发光材料。

 

发明内容

本发明提出一种新型含铜无机有机杂化强荧光晶体材料Cu₃I₃C₁₅H₂₁N₆的制备方法

采用本发明制备的强荧光晶体材料的化学式为：Cu₆(1,4-双（咪唑-1-基）丁烷)₃I₆。

本发明采用如下制备工艺：

强荧光晶体材料Cu₃I₃C₁₅H₂₁N₆的制备。室温下，将CuI，1,4-双（咪唑-1-基）丁烷，乙醇和去离子水中加入到高压釜中，并在室温下搅拌得到混合均匀的溶液，并对得到的溶液进行热处理。热处理结束后，以较低的降温速率冷却到室温。冷却后，将溶液去掉，得到的沉淀用水洗涤多次后，得到红色的块状晶体Cu₃I₃C₁₅H₂₁N₆。

X射线单晶衍射表明制备出来的Cu₃I₃C₁₅H₂₁N₆晶体为单晶结构。通过X射线单晶衍射证明得到的样品为单晶结构，在X射线单晶衍射实验中进一步证明得到的样品为高度结晶的晶体材料。利用红外吸收谱证明了结构中存在的1,3,4-triazole有机基团。通过热重分析证明该材料可以在温度30-200 ℃范围内保持稳定，具有在较宽温度范围内应用的价值。在利用商用的手提紫外灯（5W）照射下，该晶体样品发出明亮的黄光，当将其在冰箱冷冻区（-20℃）放置十小时候，以及在干燥箱中（150℃）放置一小时候，发光强度未观测到变化，从而说明该晶体材料可以用作高灵敏且极端温度条件下应用的发光材料。

本发明制备的高效的材料Cu₃I₃C₁₅H₂₁N₆晶体材料具有工艺简单，成本低，重复性好，发光效率高，可以进行大批量生产等优点。本发明与国内外制备的的发光晶体材料相比，具有热稳定性高，光稳定性浩，发光效率高，是一种优良的新型高效发光晶体材料。

 

附图说明