[發明專利]一種有機胺模板硼酸鹽熒光材料及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 201210441533.4
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103059833A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 潘春陽;盧靜;麥海登;趙豐華;楊紅梅;李大光
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;H01L33/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及一種有機胺模板硼酸鹽熒光材料及其制備方法和用途。

背景技術

由于硼元素具有獨特的配位結構（三角形和正四面體），以及因其具有靈活的配位數（3和4），可形成結構多樣的硼氧聚陰離子。硼酸鹽在發光材料、二階非線性光學材料、耐火材料、磁光存儲材料、儲氫材料等功能材料方面發揮重要作用，尤其以硼酸鹽發光材料格外引人注目。有機物的發光也是目前研究較多的方向之一，Vivian?Wing-Wah?Yam等人曾對有機物的能級進行了研究，表明含有含氮有機物具有很好的光激勵和光致發光和熱釋發光等性能，可用于高密度的光盤存儲和熱釋發光計量儀的探測元件等方面，通過有機胺作為模板誘導合成硼酸鹽發光材料，再經過加熱處理導致硼酸鹽的發光強度得到進一步的提高。

物質分子、原子吸收光輻射被激發，再發射出與吸收波長相同或更長的光，稱為光致發光，最常見的為熒光和磷光，相對而言，熒光發射的研究更為深入，應用更為廣泛。但由于常見的硼氧基團不存在f—f組態躍遷，并且光吸收能力弱，摩爾吸收系數通常小于1?M^-1cm^-1，因此通過直接激發硼氧基團而導致其發光，幾乎是不可能的。為此，人們必須要尋找合適的發色團，它能夠具有較強的吸收能力，而且能把吸收的能量有效地傳遞給硼氧基團的激發態而導致發光，通過把發色團吸收的能量傳遞到硼氧基團，使硼氧基團發光效果增強的現象，稱為天線效應，該發色團稱為敏化劑。能引起天線效應的敏化劑通常是：（1）含有π電子的共軛體系，有效解決光吸收弱的問題；（2）三重態能量要適中，能把吸收的能量有效地傳遞給稀土金屬。如有機胺就是一類很好的硼酸鹽發光的敏化劑。

有機物1，4-丁二胺因其自身特性而有可能作為BO₄與BO₃基團熒光發光的敏化劑：（1）存在電子共軛體系和強的π-π*吸收躍遷，表現出豐富的電子轉移行為，本身即可發射很強的熒光，在發光材料領域有較好的應用前景；（2）三重態能量合適，略高于硼元素的第一激發態的能量；（3）具有兩個氮原子配位能力的功能基團，選擇性地與硼元素成鍵，可用來設計合成結構新穎多樣的有機無機的硼酸鹽；（3）有機模板硼酸鹽內部存在復雜的氫鍵網絡，可能導致氫鍵上質子的超精細耦合分裂，為產生熒光提高可能；（4）熱處理后，有機模板硼酸鹽內部產生的結構缺陷如：氧空位以及電子-空穴對，會為熒光發射提供條件。

發明內容

??本發明的目的是提供一種有機胺模板硼酸鹽熒光材料及其制備方法和用途。

其技術方案如下：

本發明提供的一種有機胺模板硼酸鹽熒光材料，該化合物分子式為C₄H₁₇N₂B₇O₁₃，空間群為P-1?(No.2),?單胞參數a?=8.8769(3)?，b?=9.3204(2)?，c?=10.2204(5)?，a＝74.474(2)??，β=85.292(5)??，?g＝72.730(2)??，?Z=4,?單胞體積V?=?778.01(5)???³。

本發明還提供一種有機胺模板硼酸鹽熒光材料的制備方法，按照摩爾比為1～20：0.23～23：2.7～55稱取硼酸（H₃BO₃），1，4-丁二胺(C₄H₁₂N₂)，水（H₂O），攪拌1～20min，裝入密閉的反應釜中，升溫至100～250℃，恒溫2～500h，降溫速率為1-50?℃/hr，降溫至室溫，過濾，蒸餾水洗滌后空氣中自然晾干，得到C₄H₁₇N₂B₇O₁₃的塊狀透明晶體。

本發明還提供一種有機胺模板硼酸鹽熒光材料的用途，該材料用于制作熒光發光器件；在100～360℃的溫度下，每隔10℃加熱處理C₄H₁₇N₂B₇O₁₃，加熱時間為10～50分鐘，使它的發光強度增大，并產生明顯的紅移。

本發明的有益效果：

本發明提供的有機胺模板硼酸鹽是在溶劑熱合成方法生長出的晶體。所采用的材料制備工藝簡單、產率高及重復性好。