[發明專利]一種具有磷光性能的硅點和硫酸鍶復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910348095.9
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110105949B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 馬文石;謝逸軒;劉應亮;胡廣齊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59;B82Y20/00;B82Y30/00;B82Y40/00;B42D25/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;馮振寧

本發明公開了一種具有磷光性能的硅點和硫酸鍶復合材料及其制備方法與應用，屬于磷光材料領域。該方法包括以下步驟：將硅烷和乙二胺加入檸檬酸三鈉溶液中，水熱反應，得到硅點；將堿土金屬氯化物添加到硅點和水的混合液中,攪拌均勻,得A液；再將硫酸銨溶液滴加到A液中得到白色沉淀，然后抽濾、洗滌、干燥，即得到硅點和硫酸鍶復合材料。本發明首次采用硅點和硫酸鍶復合的方法制備出了具有磷光現象的材料。所采用的復合方法是共沉淀法，室溫下可進行，安全可靠，且復合產物不需要進行高溫煅燒等處理。所得材料為室溫磷光，磷光壽命為0.89 s?1.04s，具有良好的熱穩定性和光穩定性，可以應用在光學防偽，信息加密，細胞成像等眾多方面。

技術領域

本發明屬于磷光材料領域，具體涉及一種具有磷光性能的硅點和硫酸鍶復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

磷光現象是指某種物質在經過一定波長的激發后，進入激發態，然后緩慢退激發并發出比入射波長更長的出射光的現象。因此磷光材料在入射光激發時和激發后通常能發射兩種不同顏色的光，這將增加防偽材料的易辨別性，并能夠使防偽材料的發光和附著材料的背景發光區別開來，這對促進防偽材料的發展有巨大的意義。

發光材料由于它容易鑒別的性質在防偽領域有著廣泛的應用，如鈔票，貴重商品和重要文件等的防偽。常用的防偽材料有熒光染料，鑭系金屬摻雜的納米顆粒，量子點等等。其中，熒光染料，盡管它具有不錯的熒光性能，但是，它的紫外光下的穩定性不夠好，這意味著，防偽材料在經過長時間的使用之后防偽性能大大降低。鑭系金屬，發光強度比較高，但是也存在著缺點：通常有毒性，并且因為其比較稀少這使得它的價格比較高。量子點，目前在防偽材料中使用主要是利用其熒光性，通常發光顏色比較單一，并且他們的發光效果容易被所附著材料的背景發光所破壞。

硅點，自從1991年被人們發現以來，一直備受人們關注。無數的研究人員，將硅點應用在細胞成像(包括對癌細胞的標記，或細胞溶酶體進行標記等)、熒光探針(用于檢測金屬離子等)、光學器件(包括光學led等)等方面。然而大多數報道都是關于硅點的熒光性能的，很少有關于硅點磷光性能的報道。這是因為：第一，常規方法制得的硅點不具備磷光現象，而且很少有研究人員想到將硅點和其他材料復合來探究其磷光現象。第二，現有的制備基于硅點的磷光材料的方法十分復雜，且通常要在低溫條件下才能觀察到磷光現象。這些都限制了硅點在磷光方面的研究，從而也限制了硅點的應用。因此發明一種穩定性好、無毒、具有熒光和磷光的材料具有重要的意義。

發明內容

本發明是為了解決基于硅點的磷光材料難制備的缺點。由于硅點自身并不具有磷光現象，本發明選用硫酸鍶和硅點復合，復合后的材料具有比較好的磷光性能。基于硅點的磷光材料的成功制備必將拓展硅點的應用范圍，使硅點更廣泛的應用在防偽材料，信息加密等方面，并解決現有防偽材料穩定性差，有毒性，發光顏色單一的缺點。

本發明通過以下技術方案實現。

一種具有磷光性能的硅點和硫酸鍶復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)硅點的制備：將硅烷和乙二胺加入檸檬酸三鈉溶液中，攪拌反應，得到硅點；

(2)硅點和硫酸鍶的復合：將堿土金屬氯化物添加到所述硅點和水的混合液中,攪拌均勻,得到A液；再將硫酸銨溶液逐滴滴加到A液中得到白色沉淀，然后抽濾、對白色沉淀洗滌、干燥，即得到硅點和硫酸鍶復合材料。

優選的，步驟(1)所述硅烷含有羰基或者苯基。

進一步優選的，所述硅烷為1-[3-(三甲氧基硅基)丙基]脲、1-[3-(三乙氧基硅基)丙基]脲和三甲氧基[3-(苯氨基)丙基]硅烷中的一種或多種。

優選的，步驟(1)所述反應是在聚四氟乙烯反應釜中進行。

優選的，步驟(1)所述反應的溫度為180-220℃，時間為10-14小時；進一步優選的，反應的溫度為200℃，時間為12小時。