[發明專利]一種D/A型二苯乙烯分子共插層水滑石復合光電材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310751057.0
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103642490A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 陸軍;鄭舒方;李悟;段雪
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 張水俤

技術領域

本發明屬于無機有機復合光電材料技術領域，特別是提供了一種D/A型二苯乙烯分子共插層水滑石復合光電材料及其制備方法。

背景技術

DSD酸4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸是合成二苯乙烯型熒光增白劑、芪系直接染料和活性染料的重要中間體。我國是DSD酸的消費大戶，對DSD酸的需求正在逐年增長。DND是制備多種染料及熒光增白劑的關鍵中間體。他們可以吸收太陽光中的紫外-可見光的一部分，發射藍色熒光，起到增白的效果。

二苯乙烯類染料是一種性能優異的藍光光致發光材料，具有很高的熒光量子效率,發光波長窄,色純度好,且熒光發射波段位于410nm左右,是純正的藍光。二苯乙烯及其衍生物分子具有大的共軛體系,已作為優良的光學材料深入研究并加以開發應用,如將其修飾上推電子基團或吸電子基團可以作為π給體與π受體形成特殊性能的電荷轉移型復合物,是倍受人們關注的一類新型光電材料。

但染料類發光材料在通常的溶液狀態下易形成聚集體，不利于染料分子的高效發光及分子之間的光致電荷轉移。若將染料分子作為客體均勻分布于一種主體材料中，則可以最大限度提高客體的發光效率及分子之間的接觸幾率。因此將帶負電荷的D/A型二苯乙烯分子引入層狀材料水滑石的層間，形成D/A型有機－無機復合物，可實現客體分子在分子尺度上定向排列和均勻分散，同時，還可提高客體分子的物理和化學穩定性，更重要的是提高了兩種D/A分子的光致電荷轉移效率，實現了材料的器件化。然而將D/A型的二苯乙烯衍生物引入層狀材料水滑石層間的研究至今還未見報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種D/A型的二苯乙烯類化合物共插層水滑石復合光電材料及其制備方法。本發明將水滑石作為一種新型的材料用于固定客體分子，提高了兩種D/A分子之間的光致電荷轉移效率。

本發明制備的D/A型的二苯乙烯類化合物共插層水滑石復合光電材料的化學式為：[(M²⁺)_1-x(M³⁺)_x(OH)₂]^x+(A^2-)_x/2·mH₂O，其中0.1≤x≤0.33，m＝3-6為層間結晶水分子數，M²⁺代表二價金屬陽離子，M³⁺代表三價金屬陽離子；A^2-代表4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸根陰離子與4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸根陰離子，兩者的摩爾比為(1：9)-(9：1)；該材料的晶體結構為類水滑石材料的晶體結構，金屬陽離子和氫氧根離子以共價鍵構成八面體，通過共邊形成片狀結構，4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸根陰離子與4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸根陰離子插入片層間構成均勻分散的4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸根陰離子與4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸根陰離子共插層超分子層狀復合材料。

本發明的制備方法的具體操作步驟為：

1）配制二價、三價金屬陽離子摩爾比為（2:1）-（3:1）的去離子、去CO₂的水溶液A，其中二價金屬陽離子濃度為0.1M-0.15M；

2）配制4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸鈉、4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸鈉和NaOH的去離子、去CO₂的水溶液B，其中4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸鈉和4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸鈉的摩爾比為(1：9)-(9：1)，4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸鈉和4,4'-二硝基二苯乙烯-2,2'-二磺酸鈉的摩爾數之和與步驟1）中三價金屬陽離子的摩爾比為1:2，4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸鈉的濃度為0.0025-0.025M，NaOH的摩爾數是步驟1）中的二價、三價金屬陽離子摩爾數之和的2倍；

3）將溶液A倒入四口燒瓶中，將溶液B通過恒壓漏斗，在氮氣保護條件下向裝有溶液A的四口燒瓶中緩慢滴加；

4）滴加完成后用NaOH調節pH值為7.0-8.0，得到漿液C，將漿液C轉移到聚四氟乙烯反應釜中，控溫100-110℃下水熱反應20-24小時；

5）將步驟4）中的反應產物分別用去CO₂、去離子水離心洗滌3-6次，至洗滌液無色，將離心得到的濾餅在50-70℃溫度范圍內真空干燥15-20小時，即得到D/A型二苯乙烯分子共插層水滑石復合光電材料。