[发明专利]一种Cu(I)配位聚合物绿色发光材料及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种Cu(I)配位聚合物绿色发光材料及其合成方法。

背景技术

目前，环境友好高效发光材料，尤其是照明用光致发光器件、电致发光、 电致发光细胞、光致化学荧光、光存储材料领域，由于具有发光效率高、寿命长、显色性好等优点，已经广泛应用于照明生物检测、信号传递等领域，并且在生产、生活中起着重要作用。迄今为止，磷光发射的过渡金属配合物的应用大大提高了有机电致发光器件的效率, 成为这一领域走向实用化的一个焦点问题。但目前使用的磷光染料,即过渡金属配合物,其中心原子使用如 Ir, Pt, Ru, Re, Os 等,它们在地壳中的含量较低, 这就提高了该类材料的成本,也限制了该类材料的广泛应用.因此, 拓展一系列中心原子较为廉价的新型电致磷光过渡金属化合物仍然十分重要。这里,我们选择过渡金属Cu(II)盐为原料，合成了发光Cu(I)配合物，并进行了相关性能研究。这种配合物，在固态以及溶液状态下都有很强的发光,发射峰值约在580 nm, 是一种黄绿色发光的磷光材料.虽然稀土绿色发光材料有很多优势，但稀土绿色发光材料品种则相对较少，铝酸盐体系发光材料具有抗湿性差, 存在发光颜色单一原料不易获得等缺点。但是对于基于纯稀土的化合物, 因f电子跃迁受宇称禁阻(Laporte选律)的限制造成量子效率低, 荧光强度低。虽然已经制备出了多个稀土掺杂氟化物纳米晶，具有高光化学稳定性、窄线宽、长荧光寿命、发光效率高等优点。但是，掺杂型器件制备工艺复杂，成本高，而且主客体型器件经常会出现相分离现象，使器件效率降低，并且材料的波长几乎是限定的，很难根据需要进行修饰。还由于共轭有机聚合物 高分子材料热稳定性差, 荧光分子间发生浓度淬灭,荧光寿命下降等。而通过化学反应的手段，引入能级匹配的有机配体，通过发色基团的敏化作用，使这种聚合物具备较稀土化合物材料所不具有的良好的荧光性能。我们将铜盐、含羧基配体，含N配体三种原材料按一定比例混合、直接通过溶剂热合成，并且得到化合物的结晶性能良好，增强透光效果。且发光强度高，量子效率高, 所以围绕利用价格便宜的Cu(II)为原料合成亚铜化合物的发光材料一直是人们所感兴趣的课题。 

发明内容

    本发明为了克服上述现有技术的不足，利用共轭配体敏化亚铜离子的电荷跃迁，通过LMCT达到获得荧光强度大、热稳定性高、寿命长的绿色荧光材料，该绿色荧光材料呈红色单晶状，发光亮度高，可发射强的黄绿色可见光。

    本发明所采用的技术方案是：一种Cu(I)配位聚合物绿色发光材料，所述配位聚合物绿色发光材料的化学式为：{[Cu₂(SQPA)]·(4,4’- bipy)_1.5·H₂O]·H₂O]}_n, 其中，n大于1，该晶体属于三斜晶系，空间群为P-1, 最终形成二维网络结构，中心Cu原子呈现四配位的四面体结构，没有与水分子配位，减小了荧光淬灭的程度。该材料可被可见光激发，并发射出绿色荧光；

其中，4,4’- bipy为4,4’-联吡啶，SQPA为有机配体4-（5-磺酰基）8-羟基喹啉基-邻苯二甲酸，结构式如下：

 。

     一种Cu(I)配位聚合物绿色发光材料的合成方法，包括以下步骤：

a、取有机配体4-（5-磺酰基）8-羟基喹啉基-邻苯二甲酸溶于水与有机溶剂的混合液中，得到溶液A；

b、取Cu(OAc)₂ H₂O和4,4’-联吡啶加入溶液A中，搅拌均匀后得到溶液B；

c、将溶液B用磁力搅拌器在常温常压下搅拌10～30min，然后加入稀HNO₃，调节pH值为5.0～6.0，得到前驱液C，备用；

d、将前驱液C转移至聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，密封反应釜，并将反应釜放入烘箱中，选择控温模式进行反应，温度控制在140～180℃，反应60～90h后，控制反应釜以5 ℃/ h的冷却速率冷却至室温，将反应釜从烘箱中取出来，并收集反应釜内底部出现的红色结晶，然后将收集到的结晶采用乙醇与水的混合溶液进行洗涤，干燥后得到红色单晶状发光材料。

所述步骤a中的有机溶剂为DMF、甲醇或丙醇，水与有机溶剂的体积比为0.5: 1.2～ 0.5:2.5。

所述步骤a中有机配体和混合液的加入量为：每20～50ml的混合液加入0.1～0.5mmol有机配体。