[发明专利]可被紫外-可见光激发的D-A型有机掺杂晶体余辉材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种能被紫外‑可见光激发的D‑A型有机掺杂晶体余辉材料的制备方法，包括以下步骤：将给体材料D和受体材料A均匀混合得到固体粉末，然后将其加入无水乙醇中得到悬浮液，将所述悬浮液超声1～2min，再在室温20～25℃的大气环境下静置1～3小时，液体底部产生的晶体为所述D‑A型有机掺杂晶体余辉材料。其中，按摩尔的量计，所述给体材料D和受体材料A的比为(0.5～10):100；所述悬浮液中固体粉末的浓度为10mg/mL；目前的晶体余辉材料的余辉时间绝大部分小于2s，而本发明的D‑A型有机掺杂晶体余辉材料的余晖时间超过了3s，时间的提高将非常有益于有机晶态LPL材料的应用。

技术领域

本发明属于有机长余辉晶体材料技术领域，具体来说涉及一种能被紫外-可见光激发的D-A型有机掺杂晶体余辉材料及其制备方法。

背景技术

长余辉发光(Long Persistent Luminescence,LPL)材料又被称为蓄光型发光材料，俗称夜光粉或长余辉粉。其发光原理属光致发光，即当受到光源激发时在激发态存储激发能，当激发停止后，再将能量以光的形式缓慢释放出来。1996年Matsuzawa等发表了铕(Eu)和镝(Dy)掺杂的铝酸锶(SrAl₂O₄)体系，余辉衰减时间可长达10小时并具有很高的耐久性。随后这类含稀土元素的铝酸盐等长余辉材料得到了长足的发展，并获得了商业界的青睐，广泛应用在仪表显示、光电子器件、夜间应急指示以及国防军事等领域。然而这种基于无机体系的LPL材料不仅需要昂贵的稀有元素，且制造温度高达 1000℃以上，能耗较高，此外粉末的光散射还限制了LPL涂料的透明度。

相对于无机长余辉材料，有机LPL材料由于价格低廉、合成简便、生物相容性好、柔性以及功能团易修饰等优点，在生物成像、光学记录、信息存储、防伪系统等诸多高新科技领域有着诱人的应用前景。然而，纯有机LPL现象通常只有在超低温、无氧、强紫外光照等苛刻环境下才能被观察到，故目前相关领域仍处于基础研究阶段。从材料形貌角度加以划分，有机LPL材料相关研究主要集中于无定性态和晶态两个方面，其中无定形态能够很好抑制LPL系统内的无辐射跃迁，故相关材料发光时间长且亮度较好；如日本九州大学最尖端有机光电子研究中心(OPERA)的安達千波矢(Chihaya Adachi)教授和助教嘉布量太(RyotaKabe)等研究者开发了可以在室温持续发光超过1小时的无定形态有机LPL材料，再次掀起了有机LPL领域的研究热潮；研究者们阐明了这种无定形有机LPL材料的发光机制是通过长寿命的电荷分离态(中间体)的电荷复合而发光，即延迟荧光和向三线态转化产生的室温磷光。虽然无定形态有机长余辉材料相比晶体材料余辉时间的优势明显，但是无定形材料的分子构型、排布并不明确，导致其相关机理研究十分受限，同时无定形态的形状特点决定这类材料不易重复，每一批次样品的质量参差不齐。

与有机无定型LPL材料相比，有机晶态LPL材料的研究处于起步阶段，绝大多数晶体有机LPL材料的余辉时间仍不到1s。晶体LPL材料的发光机理通常比较清晰，但晶体的堆积特性决定了这类材料中存在显著的无辐射跃迁，从而不利于余辉光的产生。想要提高晶体材料余辉时间和亮度，如何转化这些无辐射跃迁能量是重中之重。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能(可)被紫外-可见光激发的D-A 型有机掺杂晶体余辉材料的制备方法，该制备方法简单，材料廉价易得，条件温和且不需要高温高压等苛刻条件，制备方法所得的D-A型有机掺杂晶体余辉材料的规则晶体形貌将有利于理论研究。

本发明的另一目的是提供上述制备方法所得D-A型有机掺杂晶体余辉材料。