[发明专利]具有近红外磷光发射的纯有机材料及其制备方法和应用

说明书

本申请一种具有近红外磷光发射的纯有机材料及其制备方法和应用。所述具有近红外磷光发射的纯有机材料包含主体材料和客体材料。所述客体材料为具有电子给体和受体结构并且含有重原子修饰基团的有机分子，包括但不限于苯酚砜酞衍生物等。所述主体材料为聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等聚合物基质。将所述客体材料掺杂于所述主体材料后可以得到具有发射大于等于750nm,近红外磷光量产可达3％的纯有机近红外磷光材料；以及此类磷光材料在光电材料和生物等领域的应用。

技术领域

本申请涉及发光材料技术领域，具体涉及一种具有近红外磷光发射的纯有机材料及其制备方法和应用。

背景技术

磷光发光材料因为其相比于荧光更长的发光寿命和更高的能量利用率而深受各界欢迎，其中不含重金属元素的纯有机室温磷光材料成本更低，毒性小和制备方便原料易得而广泛应用于化学传感，生物成像和有机光电材料领域。然而大多数有机化合物大的非辐射速率常数和小的自旋轨道耦合使得高效纯有机室温磷光材料的开发仍极具挑战。

另外，目前所有的有机室温磷光材料在近红外发光的报道极为少见，且现有的纯有机室温磷光材料在近红外发光领域已有的报道普遍量产较低且波长相对较短。而近红外发光由于极强的穿透力在生物成像、军事与民生领域具有极大的应用价值。

因此，有必要提供一种新的具有近红外磷光发射的纯有机材料及制备方法，以克服现有有机磷光材料近红外发光普遍量产较低且波长相对较短的缺陷。本发明利用具有电子给体和受体结构并且含有重原子修饰基团的有机分子为客体材料制备了一系列具有近红外磷光发射的纯有机掺杂体系，其制备方法极为简便，适合大范围工业化制备。

发明内容

本申请的目的在于提供一种具有近红外磷光发射的纯有机材料及其制备方法。在本申请中，通过将具有电子给体和受体结构并且含有重原子修饰基团的有机分子掺杂于主体材料，能够高效制备波长≥750nm的纯有机近红外磷光材料。

本申请实施例提供一种具有近红外磷光发射的纯有机材料，包含客体材料，所述客体材料为具有电子给体和受体结构并且含有重原子修饰基团的有机分子。优选地，所述重原子修饰基团为卤素重原子修饰基团；优选地，所述卤素选自于Cl、Br或I；重原子由于具有高核电荷易使磷光分子的电子能级发生混合，引起或增强磷光分子的自旋轨道耦合作用，从而有利于增大磷光量子效率。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述客体材料为式(I-1)～式(I-3)所示有机分子中的一种或多种混合：

可选的，在本申请的一些实施例中，以所述具有近红外磷光发射的纯有机材料总质量计，所述客体材料的质量百分比含量为0.1wt％～10wt％，优选地，所述客体材料的质量百分比为1wt％。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述具有近红外磷光发射的纯有机材料还包含主体材料，所述主体材料为用于抑制分子非辐射弛豫过程的刚性基质，所述主体材料为式(I-1)～式(I-6)所示的聚合物中的一种或几种混合：

其中，n为50至80000之间的整数。

可选的，在本申请的一些实施例中，以所述具有近红外磷光发射的纯有机材料总质量计，所述主体材料的质量百分比含量为90wt％～99.9wt％，优选地，所述主体材料的质量百分比为99％。

可选的，在本申请的一些实施例中，本发明制得的材料具有长波长，根据所述主体材料和所述客体材料的不同选择，本发明制备的具有近红外磷光发射的纯有机材料具备可调节的磷光发射波长，磷光波长为≥750nm。

可选的，在本申请的一些实施例中，本发明所制得的具有近红外磷光发射的纯有机材料的磷光寿命为≥0.1ms。