[發明專利]一種橙紅光磷光粉的制備方法

有效

• 申請號: 201210520703.8
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102977152A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 劉旭光;孫春燕;陳柳青
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C07F15/00
• 分類號: C07F15/00;C09K11/06
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

1.一種橙紅光磷光粉的制備方法，其特征在于：使用的化學物質材料為：2-溴-4-甲基喹啉、2-噻吩硼酸、氯化銥、四(三苯基膦)鈀、碳酸鈉、1-苯基吡唑、2-乙氧基乙醇、甲苯、乙腈、乙醇、乙酸乙酯、鹽酸、石油醚、去離子水、硅膠、石英砂、脫脂棉、氮氣，其準備用量如下：以克、毫升、厘米³為計量單位

2-溴-4-甲基喹啉：??????C₁₀H₈BrN???????????2.00g±0.001g

2-噻吩硼酸：??????????C₄H₅BO₂S???????????1.15g±0.001g

氯化銥：??????????????IrCl₃·3H₂O?????????0.60g±0.001g

四(三苯基膦)鈀：??????C₇₂H₆₀P₄Pd???????????0.35g±0.001g

碳酸鈉：??????????????Na₂CO₃?????????????3.18g±0.001g

1-苯基吡唑：??????????C₉H₈N_2?????????????0.56mL±0.01mL

2-乙氧基乙醇：????????C₄H₁₀O₂?????????????50mL±0.1mL

甲苯：????????????????C₇H₈???????????????40mL±0.1mL

乙腈：????????????????C₂H₃N??????????????200mL±0.1mL

乙醇：????????????????C₂H₆O??????????????10mL±0.1mL?

乙酸乙酯：????????????C₄H₈O_2???????????????200mL±0.1mL

鹽酸：?????????????????HCl????濃度37%????20mL±0.1mL?

去離子水：????????????H₂O????????????????1000mL±50mL

石油醚：?????????????C_nH_2n+2，n=5-6????????800mL±50mL

氮氣：?????????????????N₂?????????????????20000cm³±100cm³

硅膠：????????????????SiO₂·H₂O????????????500g±10g

石英砂：??????????????SiO₂????????????????20g±1g

脫脂棉：??????????????????????????????????10g±1g

制備方法如下：

????(1)?配制2-溴-4-甲基喹啉甲苯溶液

????稱取2-溴-4-甲基喹啉2.00g±0.001g，量取甲苯40?mL±0.1mL，加入燒杯中，攪拌5?min，成0.225mol/L的2-溴-4-甲基喹啉甲苯溶液；

????(2)?配制碳酸鈉水溶液

????稱取碳酸鈉31.8g±0.001g，量取去離子水150?mL±0.1mL，加入燒杯中，攪拌5?min，成2mol/L的碳酸鈉水溶液；

????(3)?配制2-噻吩硼酸乙醇溶液

????稱取2-噻吩硼酸1.15g±0.001g，量取乙醇10?mL±0.1mL，加入燒杯中，攪拌5min，成0.90mol/L的2-噻吩硼酸乙醇溶液；

????(4)?配制鹽酸水溶液

????量取鹽酸20?mL±0.1mL、去離子水200?mL±1mL，加入燒杯中，攪拌5min，成3mol/L的鹽酸水溶液；

????(5)?配制氯化銥水溶液

稱取氯化銥0.6g±0.001g，量取去離子水6mL±0.1mL，攪拌5min，成0.28mol/L的氯化銥水溶液；

????(6)?配置1-苯基吡唑的2-乙氧基乙醇溶液

????量取1-苯基吡唑0.56mL±0.01mL、2-乙氧基乙醇18mL±0.1mL，加入燒杯中，攪拌5min，成0.235mol/L的1-苯基吡唑的2-乙氧基乙醇溶液；

(7)?合成2-噻吩-4-甲基喹啉

合成是在三口燒瓶上進行的，將三口燒瓶置于電加熱套上，在三口燒瓶上設置氮氣管、滴液漏斗、水循環冷凝管，在三口燒瓶內底部放置磁子攪拌器；

?1）向三口燒瓶中加入2-溴-4-甲基喹啉甲苯溶液40?mL±0.1mL、碳酸鈉水溶液15?mL±0.1mL、四(三苯基膦)鈀0.35g±0.001g，加入三口燒瓶中；

?2）開啟氮氣管，向三口燒瓶輸入氮氣，氮氣輸入速度為22cm³/min；開啟水循環冷凝管，進行水循環冷凝；開啟磁子攪拌器，進行攪拌；開啟電加熱器，加熱三口燒瓶，加熱溫度90℃±2℃；

?3）將配置的2-噻吩硼酸乙醇溶液加入滴液漏斗中，進行滴加，滴加速度2mL/min；

?4）加熱、攪拌、水循環冷凝，氮氣保護時間720min，使其充分溶解，并進行化學反應，反應式如下：

?????C₁₄H₁₁NS：2-噻吩-4-甲基喹啉

?????反應后成混合溶液；

?5）反應結束后，關閉電加熱器，在水循環冷凝、氮氣保護、磁子攪拌器下隨瓶冷卻至25℃；

6）鹽酸萃取

????將反應后的混合溶液加入分液容器中，然后加入3mol/L的鹽酸水溶液40mL±0.1mL，搖晃萃取，靜置20min，使油層、水層分離，除去上部油層，收集下部澄清水層；

7）?過濾，將澄清水層用一層中速定性濾紙進行過濾，并收集澄清液；

?8）用配置的2mol/L的碳酸鈉水溶液，對澄清液調節pH值，將澄清液pH值調到6~8；

?9）靜置，將澄清液在25℃下靜置360min，析出固體物質；

10）過濾，將含有固體物質的澄清液用一層中性速定性濾紙進行過濾，得到2-噻吩-4-甲基喹啉黃色粉末；

11）重結晶提純

????將2-噻吩-4-甲基喹啉黃色粉末加入另一三口燒瓶中，加入石油醚40mL，然后置于電加熱套上加熱至80℃±2℃，并進行水循環冷凝，加熱攪拌30min，成混合溶液；

????趁熱將混合溶液置于過濾漏斗上，用一層中速定性濾紙進行過濾，濾瓶內留存濾液；

????在25℃下，將濾液在濾瓶內進行靜置陳化120min，在濾瓶內析出白晶體物質，濾液中溶液逐漸揮發，留存白色晶體；

12）真空干燥，將白色晶體物質置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥溫度70℃±1℃，真空度-0.08MPa，干燥時間60min±5min，干燥后得白色晶體，即：2-噻吩-4-甲基喹啉；???

????(8)?合成1-苯基吡唑氯橋二聚體

????合成是在三口燒瓶中進行的，是在加熱、攪拌、水循環冷凝、氮氣保護下完成的；

將三口燒瓶置于電加熱器上，在三口燒瓶上插入氮氣管、加液漏斗、水循環冷凝管，在三口燒瓶內置放磁子攪拌器；

?1）量取氯化銥水溶液6mL±0.1mL、1-苯基吡唑的2-乙氧基乙醇溶液18mL±0.1mL，加入三口燒瓶中；

?2）開啟氮氣管，向三口燒瓶輸入氮氣，氮氣輸入速度22cm³/min；開啟水循環冷凝管，進行水循環冷凝；開啟磁子攪拌器，進行攪拌；開啟電加熱器，加熱三口燒瓶，加熱溫度120℃±2℃；

?3）加熱、攪拌、水循環冷凝、輸入氮氣時間1440min，在其過程中將進行化學反應，反應式如下：

?????C₃₆H₂₈N₈Cl₂Ir₂：1-苯基吡唑氯橋二聚體

?HCl：氯化氫

??????反應后成混合溶液；

?4）反應后關閉電加熱器、磁子攪拌器、水循環冷凝管，停止輸氮氣，使其隨瓶自然冷卻至25℃；

?5）將混合液倒入燒杯中，然后加入去離子水100mL，進行稀釋，然后靜置，析出固體物質；

?6）抽濾，將含有固體物質的混合溶液置于抽濾瓶上的布氏漏斗中，用兩層中速定性濾紙進行抽濾，濾紙上留存產物濾餅，廢液抽至濾瓶中；

?7）真空干燥，將產物濾餅置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中進行干燥，干燥溫度70℃±2℃，真空度-0.08MPa，干燥時間60min±5min，干燥后得淺綠色粉末，即1-苯基吡唑氯橋二聚體；

(9)?合成二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合銥

合成是在三口燒瓶中進行的，是在加熱、磁力攪拌、水循環冷凝、氮氣保護下完成的；

?1）將三口燒瓶置于電加熱器上，在三口燒瓶上設置氮氣管、加液漏斗、水循環冷凝管，并在三口燒瓶內底部置放磁子攪拌器；

?2）稱取1-苯基吡唑氯橋二聚體0.30g±0.001g、2-噻吩-4-甲基喹啉0.16g±0.001g、碳酸鈉0.31g±0.001g，量取2-乙氧基乙醇15mL±0.1mL，加入三口燒瓶中；

?3）開啟氮氣管，向三口燒瓶輸入氮氣，氮氣輸入速度22cm³/min；開啟水循環冷凝管，進行水循環冷凝；開啟磁子攪拌器，進行攪拌；開啟電加熱器，加熱三口燒瓶，加熱溫度130℃±2℃；

?4）加熱、攪拌、水循環冷凝、輸入氮氣時間1440min，并進行化學反應，反應式如下：

????C₃₂H₂₄N₅SIr：二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合銥

????NaCl：氯化鈉??????????????????

????CO₂：二氧化碳氣體

????反應后為混合溶液；

?5）關閉電加熱器、磁子攪拌器、水循環冷凝管、氮氣瓶，使混合溶液隨瓶自然冷卻至25℃；

?6）沉淀，將反應混合溶液置于燒杯中，加入去離子水100mL，攪拌5min，靜置沉淀，析出固體物質；

?7）抽濾，將混合溶液及沉淀固體物質置于抽濾瓶上的布氏漏斗中，用二層中速定性濾紙進行抽濾，濾紙上留存產物濾餅，廢液抽到濾瓶中；

?8）真空干燥，將產物濾餅置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥溫度70℃±2℃，真空度-0.08MPa，干燥時間為60min，干燥后成：橙紅色粉末，即為二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合銥；

?9）柱層析提純

????將橙紅色粉末與二氯甲烷10mL在燒杯中混合，成混合溶液；

????將石油醚250mL、乙酸乙酯50mL、乙腈50mL，加入另一燒杯中混合，成洗脫劑；

????將脫脂棉、石英砂、硅膠、石英砂依次加入層析柱內；

????將混合溶液加入層析柱內，然后緩慢加入洗脫劑，將產物進行提純，層析后成橙紅色液體，收入燒杯中；

10）真空干燥，將盛有橙紅色液體的燒杯置于真空干燥箱中，進行干燥，干燥溫度50℃，真空度為-0.08MPa，干燥時間180min，干燥后成橙紅色粉末，即終產物：二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合銥橙紅光磷光粉；

(10)?檢測、分析、表征

對制備的橙紅光磷光粉的形貌、色澤、成分、發光性能進行檢測、分析、表征；

用掃描電鏡進行產物形貌分析；

用紫外-可見光譜儀進行紫外光吸收分析；

用熒光光譜儀進行光致發光分析；

結論：二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合銥橙紅光磷光粉為橙紅色粉體，粉末顆粒直徑＜100um，發橙紅光磷光，色坐標為x=0.4875，y=0.3757；

(11)?產物儲存

對制備的橙紅光磷光粉儲存于棕色透明的玻璃容器中，密閉避光保存，要防水、防潮、防曬、防酸堿鹽侵蝕，儲存溫度20℃，相對濕度≦10%。

2.根據權利要求1所述的一種橙紅光磷光粉的制備方法，其特征在于：合成橙紅光磷光粉是在三口燒瓶中進行的，是在加熱、攪拌、水循環冷凝、氮氣保護下完成的；

電加熱器為矩形，在電加熱器(1)的上部為電加熱套(7)，在電加熱套(7)上置放三口燒瓶(8)；在三口燒瓶(8)上部設置氮氣管(11)、加液漏斗(12)及控制閥(13)、水循環冷凝管(14)及進水口(15)、出水口(16)、出氣口(17)，在三口燒瓶底部置放磁子攪拌器(20)；在電加熱器(1)的控制面板上設有顯示屏(2)、指示燈(3)、電源開關(4)、溫度調控器(5)、磁攪拌控制器(6)；在電加熱器(1)的左部設有氮氣瓶(9)，氮氣瓶(9)連接氮氣閥(10)、氮氣管(11)，在三口燒瓶(8)內為反應溶液(18)、氮氣(19)。