[發明專利]超長壽命室溫磷光材料、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201710675722.0
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN109385273B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 林恒偉;蔣凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65;C09K11/02
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種超長壽命室溫磷光材料、其制備方法及應用。所述制備方法包括：將胺類化合物與濃磷酸于溶劑中混合均勻，形成混合反應液，將所述混合反應液迅速加熱至100～200℃并反應，之后進行后處理，獲得超長壽命室溫磷光材料。所述磷光材料在紫外光激發停止后，能發射出肉眼可辨的綠色磷光和延遲熒光，其衰減壽命可達1.18s，肉眼可分辨時間達10s以上，且其磷光發光性能穩定，耐酸堿腐蝕及光漂白性能好。本發明的磷光材料的產量高，制備工藝簡單快速，無需復雜昂貴的設備，易于實現工業化生產，并且由碳點自身聚集，在固態時有效穩定激發三重態并隔絕氧氣的影響，使磷光材料具有明亮、長壽命磷光發射而不需要與其他基質復合、包覆。

技術領域

本發明屬于材料科學領域，涉及室溫長壽命磷光材料，特別涉及一種超長壽命室溫含碳磷光材料、其制備方法及應用。

背景技術

與熒光性能相比，磷光發射由于其較長時間的信號發射在眾多領域更具應用優勢，比如在光學防偽、時間分辨成像等領域。例如，公開號為CN201410466811的專利公開了一種具有磷光發射性能的多重發射防偽油墨，可以實現防偽標示的多重激發從而實現防偽應用。但是目前已有的磷光材料通常以有機分子為主，制備過程復雜、發光壽命較短、肉眼識別困難、對工作環境要求較高，一般要求無氧環境；并且其發光性能受溫度的影響較大。因此，業界迫切需要開發于常規環境中具有良好發光性能的新型磷光材料。

碳量子點作為一種新型光致發光材料，由于其優越的發光性能而倍受關注。與半導體量子點相比，碳量子點發光更穩定、易于功能化和工業化、無毒、制備簡單廉價。由此可見碳量子點將給發光材料、光電器件、綠色環保、生物醫學等領域帶來新的發展空間。此外，最近的少數報道指出碳量子點兼具有有機發光材料的優異發光特點，如磷光與延遲熒光發射。因此開展碳量子點的基礎研究具有重要的理論意義和應用背景。

目前，雖然具有一些室溫磷光和延遲熒光的碳量子點的報道，但是其制備步驟繁瑣、磷光衰減迅速，且常分散于固態基質中。例如公開號為CN105199724A的專利公開了一種具有室溫磷光和延遲熒光性質的碳量子點的合成方法與相關應用，該碳量子點分散于聚合物基質中具有肉眼可辨的室溫延遲熒光。其中，固體聚合物基質由于具有隔絕氧氣對碳量子點三線態激子的有效猝滅的作用而顯得至關重要，但同時也限制了該磷光材料的最終形態，極大地限制了碳量子點磷光與延遲熒光性能的應用；同時該材料的磷光衰減壽命僅為毫秒級，不利于肉眼觀察，嚴重局限了該材料的應用推廣。因此，迫切要求制備新型碳量子點，在不經過固體基質復合情況下即獲得更長磷光壽命，進而能夠適應實際應用的要求，實現碳量子點磷光性能的有效應用。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種超長壽命室溫磷光材料、其制備方法及應用，以克服現有技術中的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種超長壽命室溫磷光材料的制備方法，其包括：

將胺類化合物與濃磷酸于溶劑中混合均勻，形成混合反應液；

將所述混合反應液迅速加熱至100～200℃并反應，之后進行后處理，獲得超長壽命室溫磷光材料。

本發明實施例還提供了由前述方法制備的超長壽命室溫磷光材料。

優選的，所述超長壽命室溫磷光材料包含C-C鍵、C-O鍵、C-N鍵、C＝N鍵、C-P鍵、P＝O鍵、P-O鍵中的任一種或兩種以上的組合。

優選的，所述超長壽命室溫磷光材料的粒徑分布范圍為2～8nm。

其中，所述超長壽命室溫磷光材料在室溫空氣環境下受紫外光激發能夠發射出可見光，且在紫外光激發后，還能夠發射出肉眼可辨的綠色磷光和延遲熒光，所述超長壽命室溫磷光材料的衰減壽命最高可達1.18秒，肉眼分辨時間為10s以上。

優選的，所述紫外光的波長為300～400nm，尤其優選為320～400nm。