[发明专利]一类基于聚合物氢键的室温磷光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一类基于聚合物氢键的室温磷光材料及其制备方法。这一类材料的制备方法主要是将半紫精衍生物分子PVC和BVC分别与丙烯酰胺共聚形成共聚物PH和PBr，得到高量子产率和长寿命的室温磷光材料，该材料具有单体的结构和聚合物的结构。本发明的优点是：原料可商业购得，单体合成简单，成本低廉，聚合物合成容易，产率高，得到的室温磷光材料寿命长，量子产率高，可重复性好，易于加工，使其在发光器件，传感和检测等方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及到有效的纯有机室温磷光发光技术，尤其是通过聚合物氢键微环境所构造的有机室温磷光发光体系及其构筑方法、以及该体系所产生的有效的室温磷光。在此技术中，由聚合物中氢键作用所构造出的微环境对磷光团的限制作用在高效的有机室温磷光发射过程中发挥着十分重要的作用。

背景技术

近几十年来，室温磷光由于其独特的产生途径与室温发光特点吸引了各个领域广泛的关注。然而，现有的室温磷光发光材料多数是基于无机化合物和含金属的有机复合物，这些材料往往有许多缺点，如制备昂贵，金属毒性无法解决，原料资源有限等等。众所周知，有机材料在现今生活中应用十分普遍，一方面其原料来源广泛，合成途径众多，另一方面其量化生产成本较低，原料资源丰富。如果能够使纯有机材料在室温条件下发出磷光，便能够克服传统室温磷光发光材料的诸多缺陷，在此背景下，纯有机室温磷光发光材料应运而生。然而，尽管纯有机室温磷光发光材料具有很多优点，但其发光条件却十分苛刻，如系间窜越要在特定条件下进行，发出的磷光很容易被空气中的氧气猝灭，三线态激子的能量易于通过振动跃迁或分子间碰撞的形式耗散掉等，因此极大的限制了纯有机室温磷光材料的发展。为此，我们将磷光团半紫精衍生物分子与丙烯酰胺进行共聚，将磷光团引入聚合物，利用聚合物中复杂的氢键网状结构限制磷光团的非辐射跃迁，从而实现室温磷光发射。这种通过聚合物氢键作用产生有机室温磷光的方法为有机室温磷光材料的发展提供了一种新的思路，同时也为室温磷光材料在生物传感、发光二极管、生物成像等领域的潜在应用提供了一种新的可能。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析和存在问题，利用聚合物中的氢键作用提供一种简单有效的室温磷光发光体系及其构筑方法，由该方法所构筑的磷光体系由于磷光团的不同而具备不同的性质，如聚合物PH具有长磷光寿命的特征，聚合物PBr具备高量子产率的特征。

本发明的技术方案如下：

一类基于聚合物氢键的室温磷光材料，其特征在于具有如下的结构：

(1)单体的结构；

(2)聚合物的结构；

其中：

(1)单体的结构

(2)聚合物的结构

本发明进一步公开了聚合物室温磷光材料的合成与制备方法，其特征包括以下方面：

(1)单体PVC和BVC的合成方法；

(2)聚合物PH和PBr的合成方法。

其中(1)单体的合成方法如下：

1】单体PVC的合成方法

在氩气氛围下，将4-苯基吡啶分散在无水乙腈中，并在冰浴条件下搅拌分散一小时；冰浴条件下，用注射器将4-乙烯基苄氯缓慢注入至体系内反应，撤走冰浴，添加油浴锅，30℃恒温条件下搅拌反应36.5小时；反应结束后，抽滤除去反应体系内的固体，收集滤液；向滤液内加入无水乙醚，直至不再有固体析出，然后将其置于冰箱2-5℃条件下冷冻24小时，使固体析出更加完全；抽滤，用少量无水乙醚淋洗固体，收集固体室温下真空干燥，即为目标产物。

2】单体BVC的合成方法