[發明專利]一種含稀土的凝膠多糖柔性發光薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810059998.0
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108424550B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 韓景芬;李青鳳;趙瑞春;孫英劍;齊鈺璇
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: C08L5/00
• 分類號: C08L5/00;C08L29/04;C08K9/00;C08K3/34;C08K3/16;C08K5/45;C09K11/06;C08B37/00;C08J5/18
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本發明公開了一種含稀土的凝膠多糖柔性發光薄膜及其制備方法,包括稀土發光材料和有機配體改性的凝膠多糖衍生物，該薄膜在水環境下合成，不僅發光性能得到明顯提高，而且透光性非常好；其中稀土發光材料與有機配體改性凝膠多糖衍生物（作為第二配體）的質量比為：1:50，稀土發光材料中包括有機配體和粘土,其中,粘土中稀土離子的交換量約為：0.3～1.1/單元，稀土元素具體為L n系元素：N d、S m、E u、G d、D y、Ho、E r、Tm和Y b中的一種或多種,有機配體為α?噻吩甲酰三氟丙酮、1,10?菲羅林、三聯吡啶類等作為第一配體，有機配體改性的凝膠多糖衍生物中包括凝膠多糖和羧基官能化有機配體，其摩爾比為：1:5，本發明還公開了上述包含凝膠多糖衍生物的改性方法、發光材料的制備方法以及稀土的柔性凝膠多糖發光薄膜的制備方法，本發明的產品性能優異，制備工藝綠色環保，中心離子的穩定性和發光性能好，熒光壽命長。

技術領域

本發明屬于稀土發光材料領域，涉及一種透明發光薄膜及其制備方法，具體為一種基于改性天然多糖、納米粘土和稀土配合物的柔性稀土透明發光薄膜及其制備方法。

背景技術

稀土配合物其獨特的發光性質如大的斯托克斯位移，尖銳的發射分布和長壽命的激發態而具有熒光壽命長、發光單色性好、吸光能力強、發射譜線豐富、發光覆蓋范圍廣等優異的性能，它們在照明、顯示、生物熒光標記等領域具有潛在的應用價值，然而純復合物本身的缺陷限制了它們在實際中的應用，如光、熱穩定性及機械性差、成膜性不好及易團聚等，眾多研究者，將稀土嵌入和功能化而產生納米級別的有序組裝，形成納米粘土基質與有機化合物如吡啶羧酸，卟啉，氨基醇，多元醇，聚合物等原位復合，以產生有機-無機雜化物，該新型發光材料不但具有稀土離子優異的發光性能，而且還具有較高的光穩定性，熱穩定性和機械穩定性且水溶性好，綠色環保。

鋰皂石為白色粉末，因其單獨片層帶負電荷，對陽離子及中性分子具有極強的離子交換能力和吸附能力，在鋰皂石的片層上可以原位形成稀土配合物，因而可以鋰皂石為基質制備稀土雜化發光材料，以鋰皂石為基質，摻雜稀土元素的β-二酮的配合物，并利用水溶性的離子液體對疏水性的凝膠多糖進行修飾，將二者復合，它們的發光性能具有出異乎尋常的優越性，熒光強度提高了幾百倍，熒光效率和熒光壽命也有很大的提高，同時，由于其在水中具有很好的膨脹性能，為在水溶液中制備稀土發光薄膜奠定了一個很好的基礎。

發光材料的薄膜化是實現其器件化的重要前提，將發光材料與高分子材料結合制備成透明薄膜，可以拓寬發光材料在柔性、可折疊發光器件等方面的應用，然而，傳統發光薄膜制備中用到的高分子材料為PVA、PMMA、PAS等石油裂解產物，由于以傳統的石油工業和煤炭工業為基礎的原料的不可再生性，人們迫切需要通過綠色過程從可再生資源中發展新材料，以滿足社會的需求，因此，尋求天然高分子材料替代石油化工產業鏈中的合成高分子材料引起了人們的極大關注，凝膠多糖是β-1，3-葡聚糖家族中最具特色的一種，其主鏈上含有支鏈，是一種新型微生物胞外多糖，化學和酶學分析已確定，該多糖是由葡萄糖在C₁和C₃位上以β-1，3-糖苷鍵連接而成的無分支的多糖聚合物，這種大分子的β-1，3-葡聚糖大約由300-500個葡萄糖殘基組成，其平均聚合度為450，相對分子量大約為74000，主要以長鏈狀結構存在，但由于其分子內部的相互作用與分子間的氫鍵結合，可以形成更為復雜的三維結構，其在自然狀態下，是以圓環狀的小顆粒形式存在的，與淀粉的結構相類似，凝膠多糖不溶于水，這限制了它的廣泛應用，但凝膠多糖分子中存在大量羥基，通過化學改性可在重復單元上引入不同的基團，這些基團的引入一方面可以改善其溶解性，近年來，許多科研工作者對其進行了改性，使其水溶性大大提升，為接下來的工作奠定了很好的基礎。

綜上所述，傳統發光薄膜的制備工藝環保性不強，凝膠多糖可作為傳統合成高分子材料的替代物，提升薄膜制備工藝的環保性，但其難溶于水和常規有機溶劑，限制了它的應用，因此，需要尋找一種有效溶劑，促進其溶解的同時又不對薄膜發光性能產生影響。

發明內容