專利名稱：一種熒光顏色可調(diào)材料及其合成方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熒光顏色可調(diào)材料及其合成方法。
技術背景隨著人們對熒光機理的深入研究，熒光材料在照明、光轉(zhuǎn)化薄膜、裝飾、 防偽、生物探針、高密度超薄的光學存儲、電致發(fā)光、光電導、光信息傳遞、X 射線影像、染料、分子電子學、激光和閃爍計數(shù)技術等方面的應用范圍越來越 廣。傳統(tǒng)的熒光材料主要包括有機熒光材料(如具有剛性結構的芳香稠環(huán)化合物和具有共軛結構的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物)和無機熒光材料(IlA族的鎂、鈣、 鋇或IlB族的鋅、鎘等的硫化物、氧化物、鎢酸鹽、硅酸鹽等作為基質(zhì)，稀土離 子和重金屬離子作為激活劑的物質(zhì))。傳統(tǒng)的有機熒光材料具有豐富的結構以及 熒光強度和顏色易調(diào)控等優(yōu)點，但是其熱穩(wěn)定性差，而且易被氧化分解，限制 了其應用范圍。相反，無機熒光材料具有穩(wěn)定性高和不易被氧化的優(yōu)點，但是 其熒光顏色不象有機熒光材料那樣易于調(diào)節(jié)，而且發(fā)光效率低。因而，利用結 構化學原理把JJ過渡金屬或稀土離子與有機配體組裝成的新型有機-無機雜化 熒光材料逐步成為熱門熒光材料。2003年，Janiak C.指出新型有機-無機雜化熒光材料相比有機配體而言 在熱穩(wěn)定性和波長可調(diào)等方面存在明顯的優(yōu)勢(Dalton Trans. ， 2781-2804 (2003))。盡管如此，目前在新型有機-無機雜化熒光材料研究中主要存在以下 兩個問題(l)熒光顏色不易調(diào)節(jié)；(2)受熱不穩(wěn)定；(2)不容易獲得純相。這 些問題限制了新型有機-無機雜化熒光材料的實際應用范圍。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出了制備一種熒光顏色可調(diào)材料及其合成方法，目的在于制備具 有三維孔道結構、熱穩(wěn)定性好、在紫外線激發(fā)下而發(fā)射出強熒光，經(jīng)不同溫度
退火后呈現(xiàn)出不同顏色的熒光，以及在250(>C退火后熒光顏色會隨激發(fā)波長變化
而改變的熒光體。
本發(fā)明合成的熒光顏色可調(diào)材料的化學式為[(C5H14N2) ZnIfl (H03PCH (OH) C02) 2 (03PCH(0H)C02)S.4H20HH20，為三斜晶系，空間群為P -1，單胞參數(shù)為a = 10.180(1) A， b 二 11.060 (2) A， c = 14.014 (2) A， a = 68.297(4) 。， P = 78.859(5) °， Y = 72.300(7) °， V = 1390.7(3) A3， Z 二 1。粉末x-射線衍射 表明該材料在空氣中經(jīng)25(TC退火兩個小時后，結構保持不變；在紫外線激發(fā)下 該材料能發(fā)出紫色熒光；該材料經(jīng)200°C退火后，在紫外線激發(fā)下發(fā)出黃色熒光； 該材料經(jīng)300°C退火后，在紫外線激發(fā)下發(fā)出明亮的橘紅色熒光；該材料經(jīng)250°C 退火后，在波長為254， 340和365nm紫外線的激發(fā)下，分別呈現(xiàn)出綠黃、藍紫 和近白色熒光。
本發(fā)明采用水熱法合成[(C5H14N2) Zn", (H03PCH (OH) C02) 2 (03PCH (OH) C02) 6-4H20]4H20熒光顏色可調(diào)材料，具體過程如下將醋酸鋅、2-甲基哌嗪和2-羥 基膦酸乙酸溶解在水中，將所得的混合物分裝到反應釜，加熱至16(TC，保溫。 反應后，冷卻到室溫，洗滌、干燥。
本發(fā)明的[(C5H1凡)Zm。(肌,PCH (OH) C02) 2 (0:,PCH (OH) C02) 6. 4H20] 4H20熒光顏色 可調(diào)材料，在紫外線的激發(fā)下能發(fā)出紫色熒光；經(jīng)200和300。C退火后，在紫外 線激發(fā)下分別會發(fā)出黃色和橘紅熒光；特別是經(jīng)250。C退火后，在波長為254， 340和365mn紫外線的激發(fā)下，分別呈現(xiàn)出綠黃、藍紫和近白色熒光。制備技術 簡單、設備要求不高、成本低廉，由于樣品為晶體狀態(tài)，可望在防偽、光纖通 信、光子開光及光波導等高新技術領域中得到廣泛應用。


圖1為[(C,孔,美)Znu)(H03PCH(OH)C02)2(03PCH(OH)C02)er 4H20] 4H20在室溫下的 固體熒光發(fā)射譜。圖2為經(jīng)200°C退火后的[(C5H"N2)ZnK)(H03PCH(OH)C02) 2(03PCH(OH)C02)6. 4H20]4H20在室溫下的固體熒光發(fā)射譜。圖3為經(jīng)300"C退火后的[(C孔4N2)Znu)(H03PCH(0H)C02)2(03PCH(0H)C02)6' 4H20]4H20在室溫下的固體熒光發(fā)射譜。圖4為經(jīng)250。C退火后的[(C孔凡)Zn,(,(H03PCH(0H)C02) 2 (03PCH(0H)C02)6' 站20]'犯20在室溫下由波長為254nm紫外線激發(fā)的固體熒光發(fā)射譜。圖5為經(jīng)250°C退火后的[(C5H14N2)Zn1。(H03PCH(0H)C02) 2 (03PCH(0H)C02)(i 4H20] 4H20在室溫下由波長為 340nm紫外線激發(fā)的固體熒光發(fā)射譜。圖6為經(jīng)250。C退火后的[(C晶4N2)Zm。(H03PCH(0H)C02)2(03PCH(0H)C02)6' 4H20]4H20在室溫下由波長為365nm紫外線激發(fā)的固體熒光發(fā)射譜。
具體實施方式
實例1:將0. 1105 g (0. 50rnrno1)分析純的帶2個結晶水的醋酸鋅、0. 1967 g (2.0鵬ol)的2-甲基哌嗪和1.0 ml (4腿ol)重量含量為50%的2-羥基膦酸 乙酸水溶液在磁力攪拌下溶解在8 ml的蒸餾水中，將得到的混合物轉(zhuǎn)入到25 ml 壓力溶彈中，蓋緊蓋子，放到高壓釜中，密封，轉(zhuǎn)入到16(TC烘箱中，保溫120 小時。反應后，反應釜隨烘箱以3。C/小時的降溫速度冷卻到室溫。反應后溶液 的pH在3.6-4. l之間。將產(chǎn)物浸泡在蒸餾水中，用超聲波清洗，傾去渾濁液， 如此反復多次，最后在空氣中自然干燥后，得到潔凈的無色[(C5HMN2)Zm。(H03PCH (0H)C02) 2 (03PCH(0H)C02)64H20].4H20塊狀晶體,產(chǎn)率為41%。產(chǎn)物的純度得到粉 末x-射線衍射和元素分析的驗證。紅外譜吸收峰(cm — 1): 3440 s, 3162 m， 2985w， 2915 w， 2731 w， 2497 w， 2423 w， 1596 vs， 1431 s， 1396 s， 1329 m, 1304 m， 1190 s， 1171 w， 1094 vs, 996 s， 984 s， 950 m， 836 m， 777 m， 654 s， 600 s， 515 m， 491 s.
權利要求
1.一種熒光顏色可調(diào)材料，其特征在于該材料的化學式為[(C5H14N2)Zn10(HO3PCH(OH)CO2)2(O3PCH(OH)CO2)6·4H2O]·4H2O，為三斜晶系，空間群為P-1，單胞參數(shù)為a＝10.180(1) id="icf0001" file="A2007100088810002C1.tif" wi="2" he="4" top= "48" left = "49" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>，b＝11.060(2) id="icf0002" file="A2007100088810002C2.tif" wi="2" he="4" top= "48" left = "93" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>，c＝14.014(2) id="icf0003" file="A2007100088810002C3.tif" wi="2" he="4" top= "48" left = "137" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>，α＝68.297(4)°，β＝78.859(5)°，γ＝72.300(7)°，V＝1390.7(3) id="icf0004" file="A2007100088810002C4.tif" wi="3" he="4" top= "59" left = "130" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>，Z＝1。
2. —種權利要求l的熒光顏色可調(diào)材料的合成方法，其特征在于該材料采用 水熱法合成.
3. 如權利要求2所述的熒光顏色可調(diào)材料的合成方法，其特征在于將醋酸鋅 2-甲基哌嗪和2-羥基膦酸乙酸溶解在水中，將所得的混合物分裝到反應釜， 加熱至14(TC-16(TC，保溫，反應后，冷卻到室溫，洗滌、干燥。
全文摘要
一種熒光顏色可調(diào)材料及其合成方法，涉及熒光材料領域。該材料的化學式為[(C₅H₁₄N₂)Zn₁₀(HO₃PCH(OH)CO₂)₂(O₃PCH(OH)CO₂)₆·4H₂O]·4H₂O，為無色晶體，采用水熱法合成。該材料具有紫色熒光；分別經(jīng)200和300℃退火后，熒光顏色分別變?yōu)辄S色和橘紅；特別是經(jīng)250℃退火后，在波長為254，340和365nm紫外線的激發(fā)下，分別呈現(xiàn)出綠黃、藍紫和近白色熒光。制備技術簡單、設備要求不高、成本低廉，由于樣品為晶體狀態(tài)，可望在防偽、光纖通信、光子開光及光波導等高新技術領域中得到廣泛應用。
文檔編號C09K11/06GK101294072SQ20071000888
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月26日 優(yōu)先權日2007年4月26日
發(fā)明者傅瑞標, 吳新濤 申請人:中國科學院福建物質(zhì)結構研究所