[發明專利]一種生物質基柔性發光材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910578319.5
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110305346A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 甘霖;黃進;馮娜
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08J7/14;C08L5/04;C08L1/04;C08L5/08;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: 趙榮之

本發明涉及一種生物質基柔性發光材料及其制備方法和應用，屬于發光材料制備技術領域，該材料制備方法如下：將海藻酸鹽或海藻酸鹽衍生物加入生物質基納米材料懸浮液中獲得混合液，超聲處理后靜置至所述混合液中無氣泡，然后將基板豎直浸入所述混合液中，在溫度為25?45℃，濕度為0?50％條件下放置1?4d后在所述基板上形成薄膜，最后加入鈣離子溶液，5?12h后制得生物質基柔性發光材料。該材料可降解，對環境友好，并具有良好的力學響應性，在防偽和傳感等方面具有良好的應用前景。該材料制備工藝簡單、高效快捷且成本低，適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于發光材料制備技術領域，具體涉及一種生物質基柔性發光材料及其制備方法和應用。

背景技術

纖維素，來源豐富且可再生，其結晶形式即纖維素納米晶體，被廣泛用作增強劑。當經過蒸發時，纖維素納米晶的水性懸浮液可形成手性向列型保留在固化膜中的結構，具有高度有序和周期性手性向列結構的膜可以選擇性反射圓偏振光，從而產生結構色的外觀。基于纖維素納米晶的光子薄膜相對于其它薄膜的一個優點是結構顏色可以通過各種添加劑輕松調節。但是，由于纖維素納米晶膜的組裝周期過小，使其衍射波長變化過快，導致膜呈現彩虹色，故其對光的衍射波長隨位移發生連續變化，對觀測角度和觀測位置有很大的依賴性，容易導致觀察錯誤。

雖然已有研究通過將纖維素納米晶在重力和毛細管力的作用下豎直定向組裝，消除了容易受位移和角度影響的結構彩虹色，得到了具有結構單色的纖維素納米晶定向組裝膜。但是，這種結構單色的纖維素納米晶膜由于纖維素納米晶的固有剛性，使得膜材料脆性較大，斷裂伸長率有限，這就阻礙了基于纖維素納米晶薄膜的實際應用，特別是在諸如可穿戴傳感器等領域。纖維素納米晶模板化的光子樹脂通過原位聚合方法制備，但由于樹脂是不溶于水的，因此可以通過溶液處理除去纖維素納米晶，產生僅含有聚合物的薄膜，與其它基于纖維素納米晶的光子膜相比，其斷裂伸長率雖然增加了，但絕對值仍然低于4.5％。

殼聚糖，一種由隨機分布的(1→4)-2-氨基-2-脫氧-β-d-葡萄糖和2-乙酰氨基-2-脫氧-β-d-葡萄糖單元組成的線性多糖，是最有希望的生物材料，不僅因為它的豐富，而且還因為它的各種優異特性。殼聚糖是一種天然的、生物相容的和可生物降解的聚陽離子多糖，具有抗微生物活性和成膜性，但其形成的膜的斷裂伸長率也不高。

因此，急需一種以纖維素、殼聚糖及其衍生物等生物質基為原料制備具有較高斷裂伸長率材料的方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種生物質基柔性發光材料的制備方法；目的之二在于提供一種生物質基柔性發光材料；目的之三在于提供該生物質基柔性發光材料在信息防偽領域和/或傳感領域中的應用。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

1、一種生物質基柔性發光材料的制備方法，所述方法如下：

將海藻酸鹽或海藻酸鹽衍生物加入經超聲處理后的生物質基納米材料懸浮液中獲得混合液，再次超聲處理后靜置至所述混合液中無氣泡，然后將基板豎直浸入所述混合液中，在溫度為25-45℃，濕度為0-50％條件下放置1-4d后在所述基板上形成薄膜，最后加入鈣離子溶液，5-12h后制得生物質基柔性發光材料。

優選的，所述混合液中生物質基納米材料的質量分數為0.1-4％，所述混合液中海藻酸鹽或海藻酸鹽衍生物的質量分數為1-3％。

優選的，所述生物質基納米材料懸浮液為纖維素納米晶懸浮液、表面功能化改性纖維素納米晶懸浮液、表面功能化改性殼聚糖懸浮液、殼聚糖懸浮液或殼聚糖衍生物懸浮液中的一種。

優選的，所述纖維素納米晶懸浮液由如下方法制得：

將棉花用質量分數為2％的NaOH溶液處理后，再用質量分數為64％的硫酸進行水解處理，然后洗滌3-5次，透析至pH為7.0，制得纖維素納米晶懸浮液。