專利名稱：一種熒光增白劑cbs插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機有機復(fù)合發(fā)光材料領(lǐng)域，特別是提供了一種熒光增白劑CBS插層 水滑石復(fù)合發(fā)光材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
白顏色的物質(zhì)通常會對可見光中的藍光波段有吸收，而造成該物質(zhì)的藍色不足。 熒光增白的作用原理是通過將一種能吸收紫外光并發(fā)射藍紫色熒光的有機化合物(熒光 增白劑)添加到所需增白物質(zhì)中，通過熒光增白劑吸收紫外光而發(fā)射藍光而補償物品基體 中的藍色。 雙苯乙烯-聯(lián)苯類熒光增白劑是當(dāng)前化學(xué)工業(yè)中一類最為常用的熒光增白劑。其 被廣泛應(yīng)用于洗衣粉、洗衣膏、液體洗滌劑以及印染、造紙等國民經(jīng)濟的各個行業(yè)。由于其 具有良好的溶解性和分散性，在室溫下，其對纖維、聚酰胺、蛋白纖維均有良好的增白效果。 其同時具有耐次氯酸鈉漂白等特點。 從發(fā)光材料的角度分析，雙苯乙烯-聯(lián)苯類化合物的反式異構(gòu)體會發(fā)生藍色熒 光，而其順式異構(gòu)體則不發(fā)熒光。因此其反式異構(gòu)體是一類優(yōu)質(zhì)的藍光發(fā)光材料。由于有 機分子的耐光熱穩(wěn)定性相對較差，這在很大程度上降低了其相關(guān)產(chǎn)品的使用壽命，抑制了 其發(fā)展。 雙金屬復(fù)合氫氧化物又稱為水滑石(Layered Double Hydroxides,簡寫為LDHs) 是一種代表性的陰離子型層狀粘土材料，其具有層間離子可交換性，主體層板金屬比例可 調(diào)性，以及熱穩(wěn)定性等多種特點而倍受各國學(xué)者關(guān)注，通過插層組裝和分子設(shè)計的思路，研 究人員運用各種方法已將上百種具有功能特性的陰離子引入到LDH層間，形成了具有不同 性能的陰離子型插層結(jié)構(gòu)材料，在藥物的存儲和緩釋，PVC熱穩(wěn)定劑等多種領(lǐng)域具有廣泛的 應(yīng)用前景。 基于插層組裝原理，將帶負電荷的熒光增白劑CBS :4，4-雙(2-二磺酸根苯乙烯 基)聯(lián)苯分子引入層狀材料水滑石層間，形成插層結(jié)構(gòu)有機_無機復(fù)合物，有利于提高熒光 分子的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，特別是其耐光熱穩(wěn)定性。同時有利于實現(xiàn)該熒光分子在微觀尺 度上定向排列和有序性。然而將熒光增白劑CBS或其衍生物分子插入層狀材料水滑石層間 的研究至今還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料及其制備 方法。將帶負電荷的熒光增白劑CBS :4，4-雙(2-二磺酸根苯乙烯基)聯(lián)苯分子經(jīng)共沉淀法 引入水滑石層間，構(gòu)成均勻分散的熒光增白劑CBS插層的層狀結(jié)構(gòu)的無機有機復(fù)合材料， 為提高熒光增白劑CBS光熱穩(wěn)定性提供可行性解決方案，同時得到一種層狀結(jié)構(gòu)的藍光發(fā) 光材料。
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本發(fā)明具體制備步驟如下 a.配制二價、三價金屬陽離子摩爾比M"/M" = 2. 0_4. 0的溶液A，其中二價金屬陽 離子濃度為0. 01-1. 6M ; b.配制與三價金屬陽離子M"摩爾比為0. 5-1.0的熒光增白劑CBS溶液B，濃度為
0. 01-2. 0M，將A， B溶液混合得到溶液C，然后將溶液C倒入四口燒瓶中； c.配制與步驟a中二價、三價金屬陽離子摩爾總和的2. 0倍的NaOH溶液，濃度為
0. 01-3. OM，在氮氣保護條件下通過恒壓漏斗向裝有溶液C的四口瓶中滴加； d.滴加完畢后，用NaOH調(diào)節(jié)pH為8. 0-10. 0，將四口瓶放入50-8(TC水浴中在氮氣
保護條件下反應(yīng)12-24小時后，將產(chǎn)物分別用去(A、去離子水充分洗滌并離心分離3-6次，
50-7(TC下真空干燥15-20小時后即可得到熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料。 本發(fā)明所述的M2+為Mg2+、Ni2+、C02+、Zn2+、Ca2+中的任何一種，13+為Al3+、Cr3+、Ga3+、
In3+、 Co3+、 Fe3+、 V3+中的任何一種。 本發(fā)明優(yōu)選制備條件如下 a.配制二價金屬陽離子Mg2+與三價金屬陽離子Al3+摩爾比為2. 0的溶液A，其中 二價金屬陽離子濃度為0. 05M ; b.配制與三價金屬陽離子A1"摩爾比為1.0的熒光增白劑CBS溶液B，濃度為 0. 025M，將A， B溶液混合得到溶液C，然后將溶液C倒入四口燒瓶中； c.配制與步驟a中二價、三價金屬陽離子摩爾總和的2. 0倍的NaOH溶液，濃度為 0. 15M，在氮氣保護條件下通過恒壓漏斗向裝有溶液C的四口瓶中滴加；
d.滴加完畢后，用NaOH調(diào)節(jié)pH為8.0，將四口瓶放入7(TC水浴中在氮氣保護條件 下反應(yīng)24小時后，將產(chǎn)物分別用去0)2、去離子水充分洗滌并離心分離6次，7(TC下真空干 燥20小時后即可得到熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料。 本發(fā)明的優(yōu)點在于充分利用水滑石層狀材料的主體層板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性強的特 點，并利用其空間限域作用以及主客體之間的相互作用，將熒光增白劑CBS引入水滑石層 間，實現(xiàn)熒光分子的固定化，同時提高了熒光增白劑的耐光熱穩(wěn)定性，為水滑石應(yīng)用于熒光 增白材料和固體發(fā)光材料領(lǐng)域提供研究基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明實施例1制備的熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料的XRD譜 圖；橫坐標為2 e ，單位度；縱坐標為強度。 圖2為本發(fā)明實施例2制備的熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料的XRD譜 圖；橫坐標為2 e ，單位度；縱坐標為強度。 圖3為本發(fā)明實施例1制備的熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料在360nm 紫外光條件下激發(fā)得到的熒光發(fā)射光譜；橫坐標為波長，單位納米；縱坐標為強度。
圖4為本發(fā)明實施例2制備的熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料在360nm 紫外光條件下激發(fā)得到的熒光發(fā)射光譜；橫坐標為波長，單位納米；縱坐標為強度。
圖5為本發(fā)明實施例1制備的熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料的熱 重-吸放熱(TG-DTA)曲線；橫坐標為溫度，單位攝氏度；縱坐標分別為吸(放)熱量 (DTA)，單位微伏；質(zhì)量百分數(shù)(TG)，單位:% 。
具體實施方式

實施例1 :a.稱取1. 282g Mg(N03)2 6H20和0. 938g Al (N03)3 9H20溶于100ml去〇02、去離
子水中得到溶液A; b.將1.055g熒光增白劑CBS溶于100ml去COy去離子水中得到溶液B，將A，B溶 液混合得到溶液C，然后將溶液C倒入四口燒瓶中； c.另取0. 6g NaOH溶于100ml去0)2、去離子水中，在氮氣保護條件下通過恒壓漏 斗向裝有溶液C的四口瓶中滴加； d.滴加完畢后，用NaOH調(diào)節(jié)pH為8. O，將四口瓶放入7(TC水浴中在氮氣保護條 件下反應(yīng)24h后，將產(chǎn)物分別用去C(^、去離子水充分洗滌并離心分離6次，7(TC下真空干燥 20小時，得到得到熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料。 對產(chǎn)物進行表征由XRD圖可知，熒光增白劑CBS經(jīng)反應(yīng)進入M2+/M3+為2 : 1的 鎂鋁水滑石層間，出現(xiàn)了系列001取向的衍射峰，其層間距在1. 92nm，排除了碳酸根進入水 滑石層間的干擾，證明了熒光增白劑CBS插層成功；由熒光光譜可知，復(fù)合材料的發(fā)射光譜 在481nm左右出峰，發(fā)出藍色熒光，較之于純的熒光增白劑CBS稀溶液，該復(fù)合發(fā)光材料的 發(fā)光光譜具有紅移效應(yīng)，再次表明分子成功進入層間；熱重_吸放熱測量即TG-DTA表征顯 示熒光增白劑CBS進入到水滑石層間以后，熒光增白劑CBS的熱分解溫度相對于單純的熒 光增白劑CBS提高約55t:，表明熒光增白劑CBS的熱穩(wěn)定性明顯提高。
實施例2:a.稱取2. 975g Zn(N03)2 6H20和1. 876g Al (N03)3 9H20溶于50ml去〇02、去離
子水中得到溶液A; b.將1.406g熒光增白劑CBS溶于100ml去COy去離子水中得到溶液B，將A，B溶 液混合得到溶液C，然后將溶液C倒入四口燒瓶中； c.另取1. 2g NaOH溶于100ml去0)2、去離子水中，在氮氣保護條件下通過恒壓漏 斗向裝有溶液C的四口瓶中滴加； d.滴加完畢后，用NaOH調(diào)節(jié)pH為10. O，將四口瓶放入5(TC水浴中在氮氣保護條 件下反應(yīng)12h后，將產(chǎn)物分別用去0)2、去離子水充分洗滌并離心分離6次，5(TC下真空干燥 15小時，得到得到熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料。 對產(chǎn)物進行表征由XRD圖可知，熒光增白劑CBS經(jīng)反應(yīng)進入M"/M"初始摩爾比為 2 : 1的鋅鋁水滑石層間，出現(xiàn)了系列001取向的衍射峰，003衍射峰出現(xiàn)在4.6。左右，其 層間距在1. 91nm，該層間距與實施例1方法中得到的樣品層間距十分接近，而其結(jié)晶規(guī)整 度較高；由熒光光譜可知，復(fù)合材料的發(fā)射光譜在470nm出峰，發(fā)出藍色光，表明熒光增白 劑CBS成功進入水滑石層間，與實施例1方法中得到的樣品相比，其最大發(fā)射波長出現(xiàn)藍移 現(xiàn)象。
權(quán)利要求
一種熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，其具體制備步驟如下a.配制二價、三價金屬陽離子摩爾比M2+/M3+＝2.0-4.0的溶液A，其中二價金屬陽離子濃度為0.01-1.6M；b.配制與三價金屬陽離子M3+摩爾比為0.5-1.0的熒光增白劑CBS溶液B，濃度為0.01-2.0M，將A，B溶液混合得到溶液C，然后將溶液C倒入四口燒瓶中；c.配制與步驟a中二價、三價金屬陽離子摩爾總和的1.5-2.5倍的NaOH溶液，濃度為0.01-3.0M，在氮氣保護條件下通過恒壓漏斗向裝有溶液C的四口瓶中滴加；d.滴加完畢后，用NaOH調(diào)節(jié)pH為8.0-10.0，將四口瓶放入50-80℃水浴中在氮氣保護條件下反應(yīng)12-24小時后，將產(chǎn)物分別用去CO2、去離子水充分洗滌并離心分離3-6次，50-70℃下真空干燥15-20小時后即可得到熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料的制備方法，其 特征在于，所述的M2+為Mg2+、 Ni2+、 Co2+、 Zn2+、 Ca2+中的任何一種，M3+為Al3+、 Cr3+、 Ga3+、 In3+、 Co3+、Fe3+、V3+中的任何一種。
3. —種熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，其具體制 備步驟如下a. 配制二價金屬陽離子Mg2+與三價金屬陽離子Al3+摩爾比為2. 0的溶液A，其中二價 金屬陽離子濃度為0. 05M;b. 配制與三價金屬陽離子A1"摩爾比為1. 0的熒光增白劑CBS溶液B，濃度為0. 025M， 將A， B溶液混合得到溶液C，然后將溶液C倒入四口燒瓶中；c. 配制與步驟a中二價、三價金屬陽離子摩爾總和的2.0倍的NaOH溶液，濃度為 0. 15M，在氮氣保護條件下通過恒壓漏斗向裝有溶液C的四口瓶中滴加；d. 滴加完畢后，用NaOH調(diào)節(jié)pH為8. 0，將四口瓶放入7(TC水浴中在氮氣保護條件下反 應(yīng)24小時后，將產(chǎn)物分別用去(A、去離子水充分洗滌并離心分離6次，7(TC下真空干燥20 小時后即可得到熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于無機有機復(fù)合發(fā)光材料領(lǐng)域的一種熒光增白劑CBS插層水滑石復(fù)合發(fā)光材料及其制備方法。即采用共沉淀法將帶負電荷的熒光增白劑CBS引入水滑石層間，構(gòu)成均勻分散的熒光增白劑CBS插層的層狀結(jié)構(gòu)的無機有機復(fù)合材料。本發(fā)明的優(yōu)點在于，實現(xiàn)了熒光增白劑CBS的分子固定化，有效地提高了熒光增白劑的耐光熱穩(wěn)定性，同時制備出具有優(yōu)異性能的插層結(jié)構(gòu)固態(tài)藍光發(fā)光材料，拓展了熒光增白劑CBS和水滑石的應(yīng)用范圍。
文檔編號C09K11/06GK101775281SQ201010100340
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者衛(wèi)敏, 段雪, 閆東鵬, 陸軍 申請人:北京化工大學(xué)