[发明专利]一种发蓝光的高量子产率卤化亚铜杂化晶体的制备及其应用

说明书

本发明属于有机‑无机杂化功能材料技术领域，具体涉及一种发蓝光的高量子产率卤化亚铜杂化晶体的制备及其应用，为克服离子型结构不发光或量子产率低的缺陷，本发明以常见的三苯基磷(tpp)作为中性配体，将单体Cu原子与两个卤素原子及两个P原子的四面体配位，形成[CuX₂(tpp)₂]^‑阴离子团簇，同时使用烷基化的三乙烯二胺衍生物——i‑bu‑ted作为阳离子配体，进而制备得到离子型结构的卤化亚铜杂化晶体CuX₂(tpp)₂(L)，该杂化结构具有高效的蓝光发射性能，内部量子产率高达98％，热稳定性好，是一种可溶液加工，易于合成，环境友好、成本低、无稀土元素的发光材料，可应用于固态照明领域。

技术领域

本发明属于有机-无机杂化功能材料技术领域，具体涉及一种发蓝光的高量子产率卤化亚铜杂化晶体的制备及其应用。

背景技术

有机-无机杂化功能材料是将有机组分和无机组分集成于单一晶格中所得到的杂化材料，并且该杂化材料具有原先有机、无机组分所不具备的优异性能，使得该种材料在光伏电池、固态照明等领域具有广阔的应用前景。

当前，在众多有机-无机杂化功能材料中，关于卤化亚铜基二元半导体杂化材料的研究已经相当成熟。卤化亚铜杂化结构晶体由于结构中存在着多种无机模块和有机配体，以及它们之间的配位方式，使得其结构种类非常多。根据化学键种类的不同，可以将其被分为三种类型：第一类为中性结构，其无机组分和有机组分都是电中性不带电荷的，且他们之间无共价键连接；第二类为离子型结构，其无机组分和有机组分都带电荷，但他们之间也无共价键连接，完全依靠离子键键合；第三类是AIO结构，当与无机组分通过共价键连接的有机配体带电荷时，杂化结构中正负离子间通过共价键连接构成永久偶极，其无机组分与有机组分之间的直接键合除了共价键外，还有一定的离子键成分。对AIO化合物的研究表明，配体分子与铜原子之间的配位键是这些杂化化合物发光的关键因素。

目前，几乎所有的商业荧光粉都是基于稀土元素的杂化材料，导致该类材料存在着潜在的短缺风险和环保问题，同时高昂的成本也限制了该类材料的应用，因此开发新型低成本、节能、合成简便和替代稀土元素的荧光粉具有非常重要的研究价值，而卤化亚铜基有机-无机杂化材料具有媲美稀土基杂化材料的发光性能，被视为潜在的替代稀土元素杂化材料的环境友好型材料。

此前虽然已有许多研究开发了一系列中性结构的碘化亚铜基照明荧光粉，但其普遍存在热稳定性较低的缺陷。同时，为了得到结构更加稳定的碘化亚铜基荧光粉，往往需要复杂的反应加工条件，这大大限制了中性结构碘化亚铜基荧光粉的商业应用。而离子型结构的碘化亚铜基荧光粉虽然没有链接金属原子和配体分子的配位键，却展现出更好的热稳定性，同时离子型结构中离子键的存在使得材料的溶液加工性能得到大大的提高。但由于离子型结构不存在MLCT(Metal-to-ligand charge transfer，金属-配体电荷转移)和XLCT(Ligand charge transfer，配体和电荷转移)的发光机制，导致大多都不发光或量子产率极低而难以得到推广应用。

因此，有必要研制一种可发光，且量子产率高的离子型结构的卤化亚铜基杂化功能材料。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的首要目的是提供一种发蓝光的高量子产率卤化亚铜杂化晶体的制备方法。

本发明的第二个目的是提供采用上述制备方法制备得到的发蓝光的高量子产率卤化亚铜杂化晶体。

本发明的第二个目的是提供上述的发蓝光的高量子产率卤化亚铜杂化晶体的应用。所述卤化亚铜杂化晶体具有强蓝光发射与热稳定性，同时可以与其他类型荧光粉掺杂得到白光发射荧光粉，是一种可替代稀土元素应用于固态照明领域的理想材料。

本发明的上述第一个目的是通过以下技术方案来实现的：

一种发蓝光的高量子产率卤化亚铜杂化晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：