[发明专利]苝二酰亚胺-钛有机无机复合材料及其合成方法及应用

说明书

本发明公开了一种苝二酰亚胺‑钛有机无机复合材料及其合成方法及应用，本发明通过将苝二酰亚胺和钛复合合成了一种荧光性能优异的有机‑无机杂化凝胶，对该凝胶进行干燥和研磨处理又可以得到具有优异的荧光性能的粉体材料，该合成过程简便，适合于大规模生产，而且这种荧光性能优异的粉体材料可以很好的应用到指纹识别中，具有潜在的商业利用价值。该方法操作简便，适合大规模生产，对于指纹有很好的识别效果，有潜在的商业利用价值。

技术领域

本发明属于有机和无机复合材料领域，涉及一种苝二酰亚胺-钛有机无机复合材料及其合成方法及应用。

背景技术

苝二酰亚胺化合物具有大的刚性共轭面以及较高的电子亲和能和电子传导能力；摩尔吸光系数和荧光量子产率较高；光稳定性和热稳定性好；为了将这种具有优异荧光性质的苝二酰亚胺应用到实际生活和生产中，必须将其嵌入到合适的体系中，胶体是一种合适的中介，胶体经过自然挥发可以形成固体颗粒，进一步研磨形成粉体材料，这种粉体材料往往也具有很好的性质；而且，现在大部分的苝二酰亚胺是通过掺杂进入凝胶中的，属于一种物理方法，而本发明通过化学反应使得苝二酰亚胺和Ti复合，这类凝胶及其粉体材料目前还比较少见；而且苝二酰亚胺的合成较为复杂，不适合大规模生产，通过将苝二酰亚胺和Ti结合形成复合物，可以最大限度的利用苝二酰亚胺的荧光性质。

发明内容

本发明的目的之一在于将苝二酰亚胺有机材料和Ti结合形成有机-无机杂化的苝二酰亚胺-钛凝胶材料。

本发明的目的之二在于提供该凝胶材料的合成方法。

本发明的目的之三在于提供该凝胶材料在指纹识别上的应用。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种苝二酰亚胺-钛有机无机复合材料，其特征在于该凝胶材料的结构式为：

。

一种制备上述的苝二酰亚胺-钛凝胶材料的方法，其特征在于该方法的具有步骤为：

a. 将苝二酰亚胺、钛酸异丙酯和无水乙醇按1:20:200的摩尔比加入到水热反应釜内衬中，超声震荡5-10min，然后40-60℃水热反应2-8h，反应后滤去残渣，取得前驱体清液；

b. 搅拌下，将步骤a所得前驱体清液、质量百分比浓度为98%的醋酸和蒸馏水按照100:1:2.5的体积比混合，调节pH为：4-4.5，继续搅拌至凝胶形成。

3. 一种根据权利要求1所述的苝二酰亚胺-钛凝胶材料在指纹识别中的应用，其特征在于该应用的具体步骤为：将凝胶材料烘干成为红色颗粒状固体，再研磨10-20min，制得凝胶粉体材料；再将该凝胶粉体材料洒于已经提前用手按压的玻璃上，将多余的粉体材料刷掉，在365nm的紫外灯照射下拍到指纹的荧光照片。

在保证荧光强度的条件下，将合成较为复杂的苝酰亚胺通过和Ti结合，充分的利用了苝二酰亚胺的荧光性质；本发明提供了一种将苝二酰亚胺和Ti结合的方法，实现了将少量的苝酰亚胺作为反应物制备得到一种新型的具有优异的荧光性能的有机-无机杂化材料，并将其成功地运用到了指纹识别特性研究上。

本发明先根据文献使得苝酐和间苯二甲酸反应合成出了苝二酰亚胺PI，其结构式如下：