[发明专利]一种复合发光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种复合发光材料及其制备方法和应用，本发明的复合发光材料可匹配紫外‑蓝光激发，发射波长可调，发光强度高、热稳定性好、有利于大规模工业化生产。本发明通过原位复合策略实现荧光碳点/铋基氟化物的有效复合，合成温度低，制备方法简单，耗时短，成本低，产量高，易于大批量生产。本发明的复合发光材料的宽谱带激发特性有利于其应用于LED光源，通过与紫外‑蓝光芯片结合，可制备获得不同发射波长的发光器件。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，尤其涉及一种复合发光材料及其制备方法和应用。

背景技术

碳点，是一类具有荧光性质的碳纳米颗粒，其尺寸一般小于10nm，自2004年首次报道以来，就引起了广泛的研究兴趣。与传统的有机荧光染料分子和半导体量子点相比，碳点材料具有毒性低、对环境友好、合成制备简单、原来丰富易得等优点。而荧光性能则是碳点最为突出的性能，包括发光范围可调、摩尔吸光系数大、吸收截面大、无光闪烁、耐光漂白等优点，因而有着很广阔的应用前景。

铋基氟化物材料是一类较新的基质材料，相比于稀土离子基氟化物材料，其具有毒性低、对环境友好、合成方法简单、成本价格低廉等优点。2017年，有学者报道了一种室温快速合成NaBiF₄纳米晶的方法，引起了广泛的关注。基于此，一系列具有不同发光特性的稀土掺杂铋基氟化物材料被研究与开发。有文献也报道了一种室温溶液法制备纯六方相NaBiF₄纳米颗粒的方法。

由于碳点表面具有丰富的可修饰功能基团，为其在复合材料方面的拓展提供了广阔的空间。目前，绝大多数碳点基复合材料都是采用将碳点的前驱体材料或碳点材料加入到前驱体材料中，经过一系列复杂的高温高压处理的复合路线。由于高温高压的影响，碳点材料的某些性质，特别是碳点表面态性质可能会发生明显的变化。同时，高温高压的化学反应也需要更严苛的实验条件和装置，也不利于大规模批量化生产。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一个方面提出一种复合发光材料，该复合发光材料可匹配紫外-蓝光激发，发射波长可调，发光强度高、热稳定性好、有利于大规模工业化生产。

本发明的第二个方面提出了一种上述复合发光材料的制备方法。

本发明的第三个方面提出了一种上述复合发光材料的应用。

根据本发明的第一个方面，提出了一种复合发光材料，所述复合发光材料为碳点/铋基复合发光材料，包括碳点和铋基氟化物，所述铋基氟化物的通式为M_a(Bi_1-xLn_x)_bF_c，其中，M为碱金属元素；Ln为稀土元素；0≤a≤1，0b≤1，a+3b-c＝0，0≤x1。

在本发明的一些实施方式中，所述碳点的表面含有羧基、氨基的至少一种。本发明中，在碳点的表面引入羧基或氨基能易于功能化，有利于与稀土离子发生结合。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述碱金属元素选自Li、Na、K、Rb、Cs中的至少一种。

在本发明的一些更优选的实施方式中，所述稀土元素选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc中的至少一种。

根据本发明的第二个方面，提出了一种复合发光材料的制备方法，包括以下步骤：将可溶性铋盐、可溶性稀土金属盐、可溶性碱金属盐与金属螯合剂溶于乙二醇中，加入含碳点的溶液后，再加入可溶性含氟化合物的乙二醇溶液，混合搅拌，沉淀，制得所述复合发光材料。

本发明中，铋基氟化物可在常温下快速合成，通过原位复合策略，在合成铋基氟化物过程中加入碳点，能有效复合碳点和铋基氟化物，避免了现有技术合成碳点复合材料中高温高压降低碳点发光性质的缺陷。