專利名稱：一種Cu(I)的有機無機雜化高效熒光晶體材料的合成的制作方法
技術領域：
本發明涉及高效發光晶體材料及其制備方法，尤其是由含銅無機有機雜化材料構筑晶體發光材料及其制備方法。
背景技術：
隨著化石能源的枯竭，能源危機的腳步已日益臨近。為了維護人類的生存以及人類文明，提高能源的供給寬帶與利用效率就變得尤為重要。在新能源領域，有太陽能，風能等可再生能源的利用，雖然取得很大進展但成效甚微；而如何提高能源的利用率越來越受到世界各國的高度關注。目前，照明所消耗的電能占了全球發電總量的50%強。為了有效提高電能的利用效率，具有較高的能量轉化效率并能有效避免常規發光材料中存在的較高能量損耗的高效發光材料，受到了科學界和商業界越來越廣泛的關注。要實現發光材料的較高量子產率，必須要求光學材料能夠最大可能的將所電能轉化為光子，而非通過無輻射馳豫轉化為熱能。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，較好的結晶度，已經較大的光透過率等。因此，光學晶體材料，由于其較好的結晶特性和較大的光透過率以及較小的聲子能量(<1000 cm—1)，可以避免非晶材料中存在的無輻射馳豫效應，因此通常具有較高的發光效率。另外由于它們具有較穩定光物理和光化學的性質，能夠在較寬的溫度，濕度，壓強范圍內保持穩定等特點，可以用在多種極端條件下的發光元器件，因此正成為高效發光材料的一個研究熱點。然而，由于絕大多數晶體發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定且高效的晶體發光材料受到了大家的廣泛關注。具有熱穩定性和光穩定性的由含銅無機有機雜化材料 Cu3I3C15H21N6構筑的發光晶體就是一種在低溫水熱條件下制備得到的高效發光材料。
發明內容
本發明提出一種新型含銅無機有機雜化強熒光晶體材料Cu3I3C15H21N6的制備方法采用本發明制備的強熒光晶體材料的化學式為Cu6(l，4-雙(咪唑-1-基)丁烷)316。本發明采用如下制備工藝
強熒光晶體材料Cu3I3C15H21N6的制備。室溫下，將Cul，1，4-雙(咪唑-1-基)丁烷，乙醇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。熱處理結束后，以較低的降溫速率冷卻到室溫。冷卻后，將溶液去掉，得到的沉淀用水洗滌多次后，得到紅色的塊狀晶體Cu3I3C15H21N6。X射線單晶衍射表明制備出來的Cu3I3C15H21N6晶體為單晶結構。通過X射線單晶衍射證明得到的樣品為單晶結構，在X射線單晶衍射實驗中進一步證明得到的樣品為高度結晶的晶體材料。利用紅外吸收譜證明了結構中存在的l，3，4-triaz0le有機基團。通過熱重分析證明該材料可以在溫度30-200 °C范圍內保持穩定，具有在較寬溫度范圍內應用的價值。在利用商用的手提紫外燈(5W)照射下，該晶體樣品發出明亮的黃光，當將其在冰箱冷凍區(_20°C )放置十小時候，以及在干燥箱中(150°C )放置一小時候，發光強度未觀測到變化，從而說明該晶體材料可以用作高靈敏且極端溫度條件下應用的發光材料。本發明制備的高效的材料Cu3I3C15H21N6晶體材料具有工藝簡單，成本低，重復性好，發光效率高，可以進行大批量生產等優點。本發明與國內外制備的的發光晶體材料相比，具有熱穩定性高，光穩定性浩，發光效率高，是一種優良的新型高效發光晶體材料。
附圖1:Cu3:I3C15H21N6晶體的結構示意圖。
附圖2:Cu3:I3C15H21N6晶體的紅外吸收譜。
附圖3:Cu3][3C15H21N6晶體的X-射線粉末衍射譜和通過單晶結構擬合得到的譜圖
附圖4:Cu3:I3C15H21N6晶體的漫反射吸收譜。
附圖5:Cu3:I3C15H21N6晶體稀土的激發譜，發射譜
附圖6: Cu3I3C15H21N6晶體在熒光燈照射下的發光照片。
附圖7: Cu3I3C15H21N6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 1，4-雙(咪唑-1-基)丁烷，1 ml 乙醇和14 ml去離子水中加入到20 ml的高壓釜中，并在室溫下攪拌5 h得到混合均勻的溶液。將該混合溶液在180 ° C下加熱72 h，然后以3 ° 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，得到紅色的塊狀晶體。根據使用的1，4-雙(咪唑-1-基)丁烷計算得到其產率為52. 5%。用4W的手提熒光照射可以看到明亮的黃色發光。(2)稱取 300. 0 mg CuI, 20. 0 mg 1，4-雙(咪唑-1-基)丁烷，10 ml 乙醇和 24 ml去離子水中加入到20 ml的高壓釜中，并在室溫下攪拌15 h得到混合均勻的溶液。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，得到紅色的塊狀晶體。根據使用的CuI計算得到其產率為72. 5%。 用4W的手提熒光照射可以看到明亮的黃色發光。(3)稱取 100.0 mg CuI, 50. 0 mg 1，4-雙(咪唑-1-基)丁烷，6ml 乙醇和 18 ml
去離子水中加入到20 ml的高壓釜中，并在室溫下攪拌5 h得到混合均勻的溶液。將該混合溶液在210 ° C下加熱27 h，然后以40 ° 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，得到紅色的塊狀晶體。根據使用的CuI計算得到其產率為96 %。用4W 的手提熒光照射可以看到明亮的黃色發光。(4)稱取 50.0 mg CuI, 150.0 mg 1，4-雙(咪唑-1-基)丁烷，8ml 乙醇和 6 ml 去離子水中加入到40 ml的高壓釜中，并在室溫下攪拌7 h得到混合均勻的溶液。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，得到紅色的塊狀晶體。根據使用的CuI計算得到其產率為35 %。用4W的手提熒光照射可以看到明亮的黃色發光。
權利要求
1.一種制備新型的含銅有機無機雜化高效熒光晶體材C15H21CltlCu3I3N6的方法，其特征在于室溫下，將CuI，1，4-雙(咪唑-1-基)丁烷，乙醇和去離子水依次加入到高壓釜中，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；熱處理結束后，以較低的降溫速率冷卻到室溫；冷卻后，將溶液去掉，得到的沉淀用水洗滌多次后，得到紅色的塊狀晶體。
2.如權利要求1所述的含銅有機無機雜化高效熒光晶體材C15H21CltlCu3I3N6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；該高效發光的晶體在催化反應指示劑，電致發光二極管，生物標記材料，高效發光粉，防偽標記，光學開關材料，光記憶材料，極端條件下的穩定發光元器件等領域具有重要的應用價值。
全文摘要
一種Cu(I)的有機無機雜化高效熒光晶體材料的合成，涉及高效發光晶體材料制備。利用1,4-雙(咪唑-1-基)丁烷作為配體，通過溫和的水熱法制備出穩定且發光效率較高的Cu3I3C15H21N6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，激發譜，發射譜，吸收譜等，說明發光晶體材料的單晶特性，熱穩定性，及其高效發光特性。得到的晶體材料在熒光燈照射下可以發出明亮的熒光。
文檔編號C09K11/06GK102505143SQ20111034488
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年2月22日
發明者房貞蘭, 王瑞虎 申請人:中國科學院福建物質結構研究所