[發明專利]一種上轉換發光材料固載物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910080403.4
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109913199B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 籍少敏;鐘嘉敏;梁亮;霍延平
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;C09K11/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發明屬于上轉換發光材料技術領域，尤其涉及一種上轉換發光材料固載物及其制備方法和應用。本發明提供了一種上轉換發光材料固載物，包括：上轉換發光材料和固態基質；上轉換發光材料分散于固態基質中并形成均相體系，上轉換發光材料包括三重態光敏劑和能量受體，固態基質為高分子聚合物和增塑劑的混合體。本發明中，高分子聚合物和增塑劑的混合體作為固態基質包裹三重態光敏劑和能量受體組成的上轉換發光材料，三重態光敏劑和能量受體能夠實現三重態?三重態湮滅上轉換發光，固態基質柔軟性好，上轉換發光材料分散于固態基質中并形成均相體系，使得上轉換發光材料固載物兼具隔氧和高效能量傳遞效率。

技術領域

本發明屬于上轉換發光材料技術領域，尤其涉及一種上轉換發光材料固載物及其制備方法和應用。

背景技術

基于三線態-三線態湮滅上轉換發光(triplet-triplet annihilatio-UC，TTA-UC)材料通常由三重態光敏劑與能量受體溶解于有機溶劑構成雙組分體系，其發光機理為：(1)在低能量激發光的照射下，三重態光敏劑吸收了激發光的能量由其基態(S0)躍遷至單線態的激發態(1S*)，之后通過系間竄越過程(ISC)躍遷至三線態的激發態(3S*)；(2)三重態光敏劑經過三線態-三線態能量轉移(TTET)機制，將其三線態激發態的能量(3S*)轉移給能量受體(3A*)；(3)當三線激發態的能量受體分子濃度達到一定程度時，兩個處于三線態(3A*)的發光劑分子相互碰撞發生三線態-三線態湮滅(triplet-triplet annihilation，TTA)，在一定的幾率上，得到一個處于單線態的能量受體分子(1A*)以及一個基態的能量受體分子(A0)，此時，單線態的能量受體分子由于輻射衰減而發出短波長的上轉換光。因此，TTA-UC發光過程中，TTET和TTA過程必須要有分子間的碰撞運動，體系的有機溶劑需要提供良好的碰撞環境，并且不能有氧氣的存在，使得雙組分體系必須為嚴格除氧封裝的體系。

目前，雙組分體系的TTA-UC材料在較低的光密度的激發光輻照下，可獲得較高的上轉換量子效率，在光伏、光催化和光降解等方面顯示出潛在的應用價值。然而，雙組分體系需要嚴格除氧封裝，增加了TTA-UC材料的應用成本，并給TTA-UC材料的應用帶來困難，使得TTA-UC材料在實際應用中受到嚴重的限制。因此發展固態TTA-UC材料制備技術的研究成為熱點課題。但是，固態TTA-UC材料中固態基質缺少流動性，阻礙了分子與分子間能量傳遞過程的效率，導致上轉換效率降低。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種上轉換發光材料固載物及其制備方法和應用，用于解決雙組分體系中的TTA-UC材料容易被氧氣淬滅，固態TTA-UC材料中固態基質缺少流動性，上轉換效率低下的問題。

本發明的具體技術方案如下：

一種上轉換發光材料固載物，包括：上轉換發光材料和固態基質；

所述上轉換發光材料分散于所述固態基質中并形成均相體系，所述上轉換發光材料包括三重態光敏劑和能量受體，所述固態基質為高分子聚合物和增塑劑的混合體。

本發明中，高分子聚合物和增塑劑的混合體作為固態基質包裹三重態光敏劑和能量受體組成的上轉換發光材料，三重態光敏劑和能量受體能夠實現三重態-三重態湮滅上轉換發光，固態基質柔軟性好，上轉換發光材料分散于固態基質中并形成均相體系，使得上轉換發光材料固載物兼具隔氧和高效能量傳遞效率，能夠解決雙組分體系中的TTA-UC材料容易被氧氣淬滅，固態TTA-UC材料中固態基質缺少流動性，上轉換效率低下的問題。

優選的，所述上轉換發光材料固載物為薄膜。

優選的，所述上轉換發光材料固載物的玻璃化轉變溫度為50℃以下；

所述上轉換發光材料固載物的透光率為70％～100％。