[发明专利]一种超长磷光寿命有机室温磷光材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种超长磷光寿命室温有机磷光材料的制备方法，该方法以不含有重原子和杂原子的多环芳香化合物或其衍生物为掺杂化合物，刚性聚合物为主体材料，通过溶液法、熔体法或化学聚合法进行掺杂，得到超长磷光寿命的室温有机磷光材料。本发明通过对掺杂化合物的共轭程度进行调整，改变分子的三重态能级，实现对材料磷光颜色的调控，并达到磷光寿命4000ms，肉眼可见磷光效应30s，在磷光染料、信息加密、信息存储、生物成像、氧气探测中具有广阔的应用。

技术领域

本发明涉及一种超长磷光寿命有机室温磷光材料的制备方法，属于有机光电材料技术领域。

背景技术

有机发光材料是指一类能够在光激发下转变为激发态，并在回到基态时释放能量产生光子的有机材料，主要包括荧光材料和磷光材料。相比于荧光材料纳秒级别的寿命，磷光材料由于能够充分利用三重激发态的辐射跃迁过程而具有了微秒乃至秒级的寿命，因此吸引了越来越多的关注。

有机室温磷光(RTP)材料作为一种典型的磷光材料因其在室温环境下所具有的长发光寿命、大斯托克斯位移和高激子利用率等光学性能以及在生物相容性、材料成本、制造难度和材料毒性等方面优于无机材料的天然特性，被广泛用于数据加密、环境传感、信息存储、细胞成像以及有机发光二极管(OLED)等新兴领域。其中基于掺杂聚合物的有机室温磷光材料由于在可加工型、柔韧性、拉伸性、透明性等方面的应用优势，被人们认为是最有潜力的一类磷光材料。在阻隔氧气和限制分子运动等方面的内在性能以及

然而，由于较弱的系间窜越(ISC)能力、超快的非辐射衰变以及氧气猝灭等因素，导致基于掺杂聚合物的有机室温磷光材料的设计合成极具挑战性。现存的掺杂聚合物有机室温磷光材料仍然存在着合成复杂、成本较高、磷光寿命较短、磷光颜色单一等问题，极大的限制了其在各领域的应用。

中国专利文献CN111363537A公开了一种无卤、无重原子的室温磷光材料及其制备方法和应用。该发明将室温磷光材料与聚合物复合，可得到具有较长寿命室温磷光发光特性的掺杂有机聚合物材料，其中室温磷光材料选自吖啶及其衍生物、或者吖啶盐及其衍生物、或者吖啶酮及其衍生物中的一种或几种，该室温磷光材料虽然具有广泛的颜色可调范围，但是肉眼可见的余晖为2～8秒，磷光寿命仍然不够长，不能满足许多应用场景的需求。

因此，探索一种合成简便、原料成本低、同时具有超长寿命和可调磷光颜色的掺杂聚合物有机室温磷光材料的策略是本领域亟待解决的难题。

发明内容

针对现有室温有机磷光材料存在的合成困难、磷光寿命较短、发光颜色调控难度大等问题，本发明提供一种超长磷光寿命、发光颜色可调的室温有机磷光材料制备方法。

术语解释：

超长磷光寿命：磷光寿命4000ms，肉眼可见磷光效应30s。

发明概述：

本发明通过将无重原子和杂原子修饰的多环芳香族化合物掺杂到刚性聚合物中制备超长磷光寿命的室温有机磷光材料。

为了实现以上目标，本发明通过如下技术方案实现：

一种超长磷光寿命有机室温磷光材料的制备方法，该方法以不含有重原子和杂原子的多环芳香化合物或其衍生物为掺杂化合物，刚性聚合物为主体材料，通过溶液法、熔体法或化学聚合法进行掺杂，得到超长磷光寿命室温有机磷光材料。

本发明通过对掺杂化合物的共轭程度进行调整，改变分子的三重态能级，实现对材料磷光颜色的调控，并达到磷光寿命4000ms，肉眼可见磷光效应30s。

根据本发明优选的，不含有重原子和杂原子的多环芳香化合物或其衍生物选自以下任一结构之一：

进一步优选的，不含有重原子和杂原子的多环芳香化合物或其衍生物选自以下任一结构之一：