[發(fā)明專利]苯乙烯半菁熒光染料及其制備方法和在稀土多彩長余輝發(fā)光材料中的應用

有效

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• 申請日: 2022-05-16
• 公開（公告）號: CN115058126B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 宋立軍;吳銀財;趙丹;林鳳龍;王勝龍;王辛坤;李金蕾;張炎
• 申請（專利權）人: 閩都創(chuàng)新實驗室;中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C09B23/14
• 分類號: C09B23/14;C09K11/02;C07D213/38;C09K11/06;C09K11/80
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

本發(fā)明公開了一種苯乙烯半菁熒光染料及其制備方法和在稀土多彩長余輝發(fā)光材料中的應用。其中苯乙烯半菁熒光染料是先將N?甲基二苯胺與N?甲基二苯胺反應得到化合物A，再與1,4?二甲基吡啶碘化物反應得到。本發(fā)明通過合成一種新型高效光轉換包合物，并實現(xiàn)對稀土長余輝發(fā)光材料的表面包覆。通過調控高效光轉換包合物的配方與濃度，利用稀土長余輝材料連續(xù)發(fā)射光子被光轉換層吸收，可實現(xiàn)稀土長余輝材料的光色可調。最終通過轉光劑加入比例的不同實現(xiàn)復合物顏色在綠色、黃綠、黃色至橙色之間轉變。

技術領域

本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術領域，具體涉及一種苯乙烯半菁熒光染料及其制備方法和在稀土多彩長余輝發(fā)光材料中的應用。

背景技術

長余輝發(fā)光材料是一類吸收太陽能或人工光源，并在激發(fā)停止后可以繼續(xù)發(fā)出可見光的物質。由于它具有自照明功能，是一種儲能、節(jié)能的發(fā)光材料，在安全指示、交通標示、建筑裝飾、夜間照明等行業(yè)有廣泛應用，具有廣闊的應用前景。現(xiàn)有商業(yè)化的主要是藍綠色、黃綠色稀土長余輝材料，探究能夠使稀土長余輝發(fā)光材料的光色可調方法，具有重要的科研意義和實用價值。

據(jù)文獻報道，通過在稀土長余輝材料表面上旋涂具有強吸收和高熒光量子產(chǎn)率的鈣鈦礦量子點作為有效的光轉換層，實現(xiàn)了稀土長余輝材料的光色轉換，但是該旋涂制備工藝適用于小批量實驗室層面的探索，因此在實際應用中受到限制。此外，采用正硅酸乙酯作為硅涂層試劑，通過溶膠-凝膠工藝在稀土長余輝材料表面封裝熒光顏料，從而使輸出由藍綠光轉化為紅光，但由于硅涂層的影響，余輝持續(xù)時間短，發(fā)光亮度低。

環(huán)糊精是帶有空腔的圓筒形結構，羥基分布在空腔的外側，具有親水性；氫原子及糖苷鍵上的氧原子組成環(huán)糊精的內腔，具有疏水性，根據(jù)主客體間作用，如范德華力、疏水作用力和氫鍵相互作用力等實現(xiàn)對客體分子進行選擇性的吸附，從而形成特定分子比的包合物。本發(fā)明利用偶聯(lián)劑對環(huán)糊精進行改性，并利用改性后環(huán)糊精空腔的包合作用實現(xiàn)對自制的苯乙烯半菁熒光染料熒光團的空間隔離，從而規(guī)避熒光材料固態(tài)結晶過程產(chǎn)生的光電能量耦合和熒光發(fā)射的猝滅，制備出高效的熒光材料作為光轉換劑。同時，利用改性環(huán)糊精外側大量的羥基，通過氫鍵和靜電作用等與做了表面改性的稀土長余輝材料表面的鋁、鍶、氧等原子結合，最終制備出具有優(yōu)異發(fā)光性能的稀土多彩長余輝發(fā)光材料。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種苯乙烯半菁熒光染料及其制備方法和在稀土多彩長余輝發(fā)光材料中的應用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案：

一種苯乙烯半菁熒光染料，結構式如下：

，其耐高溫最高可達150℃，結構呈現(xiàn)間接苯環(huán)以及類八字結構線性結構，從結構上更容易實現(xiàn)包覆，且發(fā)射光譜可達650nm。

進一步地，所述的苯乙烯半菁熒光染料的制備方法包括如下步驟：

（1）N-甲基二苯胺與三氯氧磷在N,N-二甲基甲酰胺中反應得到化合物 A，即4,4′-(甲基胺)雙-苯甲醛；

（2）將化合物 A與1,4-二甲基吡啶碘化物反應得到苯乙烯半菁熒光染料。

進一步地，步驟（1）所得到的化合物 A 的合成方法具體為：

1）將燒瓶置于含有NaCl 的冰水中，待瓶身完全變涼后加入N,N-二甲基甲酰胺；

2）緩慢向燒瓶中滴加三氯氧磷，保持滴加過程中溫度變化在0 ~ 5 ℃范圍內，滴加完畢后呈粘稠狀；

3）將含有NaCl 的冰水浴移除，然后在氮氣氛圍下在20~40℃下，600~1200 rpm連續(xù)攪動10~60min；

4）將N-甲基二苯胺溶于N,N-二甲基甲酰胺后，用注射器逐滴加入上述含有粘稠狀混合物的燒瓶中；

5）將燒瓶升溫至 50~90℃，在氮氣保護下繼續(xù)反應0.5~3h；

6）將燒瓶中的反應液移入冰水混合物中，然后用碳酸鈉固體將其pH值調節(jié)至6.5~7.5；