專利名稱：一種新型的三氮唑銅配合物的高效熒光晶體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高效發(fā)光晶體材料及其制備方法，尤其是三氮唑銅配合物晶體發(fā)光材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著化石能源的枯竭，能源危機的腳步已經(jīng)日益臨近。在開發(fā)可再生能源的同時， 提高能源的利用率同樣引起了世界各國的高度關(guān)注。目前，照明所消耗的電能占了全球發(fā)電總量的50%強。為了有效提高能量的利用效率，具有較高的能量轉(zhuǎn)化效率并能有效避免常規(guī)發(fā)光材料中存在的較高能量損耗的高效發(fā)光材料，受到了科學界和商業(yè)界越來越廣泛的關(guān)注。要實現(xiàn)發(fā)光材料的較高量子產(chǎn)率，必須要求光學材料能夠最大可能的將吸收的能量轉(zhuǎn)化為光子，而非通過無輻射馳豫轉(zhuǎn)化為熱能。而降低材料的無輻射馳豫，就需要材料具有較小的聲子能量，較好的結(jié)晶度，已經(jīng)較大的光透過率等。因此，光學晶體材料，由于其較好的結(jié)晶特性和較大的光透過率以及較小的聲子能量(<1000 cnf1)，可以避免非晶材料中存在的無輻射馳豫效應(yīng)，因此通常具有較高的發(fā)光效率。另外由于它們具有較穩(wěn)定光物理和光化學的性質(zhì)，能夠在較寬的溫度，濕度，壓強范圍內(nèi)保持穩(wěn)定等特點，可以用在多種極端條件下的發(fā)光元器件，因此正成為高效發(fā)光材料的一個研究熱點。然而，由于絕大多數(shù)晶體發(fā)光材料都是通過高溫提拉法或熔鹽法制備得到的，所以其制備條件要求比較苛刻，且成本較高，還對環(huán)境造成一定的污染。因此，利用較為簡便的制備方法以及相對溫和的實驗條件來制備穩(wěn)定且高效的晶體發(fā)光材料受到了大家的廣泛關(guān)注。具有熱穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性的由三氮唑銅配合物構(gòu)筑的發(fā)光晶體就是一種在低溫水熱條件下制備得到的高效發(fā)光材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種新型三氮唑銅配合物高效熒光晶體材料的制備方法
采用本發(fā)明制備的強熒光晶體材料的組分為[Cu3(3，5-二(3-吡啶)-1，2，4_三氮唑)
工2] n°本發(fā)明采用如下制備工藝
強熒光晶體材料[Cu3(3，5-二 (3-吡啶)-1，2，4_三氮唑)I2]n的制備。室溫下，將 CuI, 2，5-二(3-吡啶)-1，3，4-噁二唑，氨水和去離子水中加入到高壓釜中，并在室溫下攪拌得到混合均勻的溶液，并對得到的溶液進行熱處理。熱處理結(jié)束后，以較低的降溫速率冷卻到室溫。冷卻后，將母液去掉，得到的沉淀用水洗滌多次后，產(chǎn)物為黃色的塊狀晶體 [Cu3 (Cu3 (3，5- 二 (3-吡啶)-1，2，4-三氮唑)I2Jn0通過X射線單晶衍射實驗得到該樣品的單晶結(jié)構(gòu)，同時證明了得到的該樣品為高度結(jié)晶的晶體材料。利用紅外吸收譜證明了結(jié)構(gòu)中存在的1，3，4-三氮唑有機基團。通過熱重分析證明該材料可以在溫度30-500 °C范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，具有在較寬溫度范圍內(nèi)應(yīng)用的價值。在利用商用的手提紫外燈(5W)照射下，該晶體樣品發(fā)出明亮的黃光，當將該晶體樣品在冰箱冷凍區(qū)(_18°C )放置十小時后，或在高溫爐(300°C )放置數(shù)小時后，它的發(fā)光的性能未觀測到任何變化，從而說明該晶體材料具有用作高靈敏且極端溫度條件下的發(fā)光材料的潛能。本發(fā)明制備的高效的材料[Cu3(3，5_ 二(3-吡啶)-1，2，4_三氮唑)I2]n晶體材料具有工藝簡單，成本低，重復(fù)性好，發(fā)光效率高，可以進行大批量生產(chǎn)等優(yōu)點。本發(fā)明與國內(nèi)外制備的發(fā)光晶體材料相比，具有熱穩(wěn)定性高，光穩(wěn)定性好，發(fā)光效率高，是一種優(yōu)良的新型高效發(fā)光晶體材料。


附圖 1: (a) [Cu3(Cu3(3，5-二(3-吡啶)_1，2，4-三氮唑)I2]n 晶體中 Cu 和配體2，5-二(3-吡啶)-1，3，4-三氮唑以及椅子狀的(Cu4I2)2+核(SBUl)以及伴隨有兩個 2，5-二(3-吡啶)-1，3，4-三氮唑配體(SBU2)的配位環(huán)境的遠景透視圖(熱橢球50%)；
(b) 一維CuI無機之字鏈狀結(jié)構(gòu)(熱橢球50%)； 狀〃_Po原始的立方拓撲；(d)無穿插的陽，8)_附圖 2: [Cu3(Cu3(3，5-二(3-吡啶)-1,2，附圖 3: [Cu3(Cu3(3，5-二(3-吡啶)-1，2， 射譜和通過單晶結(jié)構(gòu)擬合得到的譜圖。
(c)無穿插的(6，6)_連接單節(jié)的網(wǎng)連接2-節(jié)點三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
晶體的紅外吸收譜。 晶體的X-射線粉末衍
4-三氮唑)I2L 4-三氮唑)I2]t
(3-吡啶)_1，2: (3-吡啶)_1，2
4-三氮唑)I2]n晶體的漫反射吸收譜。 4-三氮唑)I2]n晶體稀土的激發(fā)譜，發(fā)附圖 4: [Cu3 (Cu3 (3，5-.附圖 5: [Cu3(Cu3(3，5-射譜和熒光燈照射下的發(fā)光照片。附圖6: [Cu3(Cu3(2，5-二 (3_吡啶)_1，3，4_三氮唑)I2]n晶體的熱重曲線。
具體實施例方式實例1:(1)稱取 200. 0 mg CuI, 40. 0 mg 2，5- 二 (3-吡啶)-1，3，4-噁二唑，1 ml 25%氨水和10 ml去離子水中加入到15 ml的高壓釜中，并在室溫下攪拌5 h得到混合均與的溶液。將該混合溶液在180 ° C下加熱72 h，然后以3 ° C h—1的降溫速率下冷卻到室溫。得到的沉淀用水洗滌多次后，得到黃色的塊狀晶體。根據(jù)使用的CuI計算得到其產(chǎn)率為52. 5%。用4W的手提熒光照射可以看到明亮的黃色發(fā)光。(2)稱取 300.0 mg CuI, 20. 0 mg 2，5_ 二 (3-吡啶)-1，3，4-噁二唑，10 ml 25% 氨水和M ml去離子水中加入到50 ml的高壓釜中，并在室溫下攪拌15 h得到混合均與的溶液。將該混合溶液在80 ° C下加熱120 h，然后以2 ° C IT1的降溫速率下冷卻到室溫。得到的沉淀用水洗滌多次后，得到黃色的塊狀晶體。根據(jù)使用的CuI計算得到其產(chǎn)率為25. 5%。用4W的手提熒光照射可以看到明亮的黃色發(fā)光。(3)稱取 100.0 mg CuI, 50. 0 mg 2，5_ 二 (3-吡啶)-1，3，4-噁二唑，6ml 25% 氨水和18 ml去離子水中加入到40 ml的高壓釜中，并在室溫下攪拌5 h得到混合均與的溶液。將該混合溶液在210 ° C下加熱27 h，然后以40 ° C h—1的降溫速率下冷卻到室溫。得到的沉淀用水洗滌多次后，得到黃色的塊狀晶體。根據(jù)使用的CuI計算得到其產(chǎn)率為59%。用4W的手提熒光照射可以看到明亮的黃色發(fā)光。 (4)稱取 50.0 mg CuI, 150.0 mg 2，5-二(3-吡啶)-1，3，4-噁二唑，8ml 25% 氨水和6 ml去離子水中加入到20 ml的高壓釜中，并在室溫下攪拌7 h得到混合均與的溶液。將該混合溶液在100 ° C下加熱沈h，然后以6 ° C IT1的降溫速率下冷卻到室溫。得到的沉淀用水洗滌多次后，得到黃色的塊狀晶體。根據(jù)使用的CuI計算得到其產(chǎn)率為35%。用4W的手提熒光照射可以看到明亮的黃色發(fā)光。
權(quán)利要求
1.一種新型的三氮唑銅配合物高效熒光晶體材料的制備方法，其特征在于室溫下， 將CuI，2，5- 二(3-吡啶)-1，3，4-噁二唑，氨水和去離子水加入到高壓釜中，在室溫下攪拌得到混合均勻的溶液，并對該得到的溶液進行熱處理；熱處理結(jié)束后，以較低的降溫速率冷卻到室溫；冷卻后，將母液去掉，得到的固體用水洗滌多次后，產(chǎn)物為黃色的塊狀晶體。
2.如權(quán)利要求1所述的三氮唑銅配合物高效熒光晶體材料的制備方法，其特征在于 所述的混合溶液進行熱處理，在50-230 ° C下保溫；該高效發(fā)光晶體材料在高效商用熒光粉，防偽標記材料，電致發(fā)光二極管，生物標記材料，光開關(guān)和光記憶材料，極端條件下的穩(wěn)定發(fā)光元器件等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。
全文摘要
一種制備新型的三氮唑銅配合物高效熒光晶體材料及其制備方法，涉及高效熒光晶體材料的制備。本發(fā)明制備的新型三氮唑銅配合物高效熒光晶體材料的組分為[Cu3(3,5-二(3-吡啶)-1,2,4-三氮唑)I2]n。利用2,5-二(3-吡啶)-1,3,4-噁二唑的環(huán)轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成的3,5-二(3-吡啶)-1,2,4-三氮唑作為配體，通過溫和的水熱法制備出穩(wěn)定且發(fā)光效率較高的[Cu3(3,5-二(3-吡啶)-1,2,4-三氮唑)I2]n晶體材料。通過X-射線單晶衍射，X-射線粉末衍射，紅外吸收譜，熱重曲線，激發(fā)譜，發(fā)射譜，吸收譜等，說明發(fā)光晶體材料的單晶特性，熱穩(wěn)定性，及其高效發(fā)光特性。得到的晶體材料在熒光燈照射下可以發(fā)出明亮的黃光。
文檔編號C09K11/06GK102503960SQ20111034826
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者余榮民, 盧燦忠, 吳小圓, 房貞蘭 申請人:中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所