[发明专利]一种橙红光磷光粉的制备方法

摘要

本发明涉及一种橙红光磷光粉的制备方法，是针对橙红光磷光粉合成较难的情况，先合成2-噻吩-4-甲基喹啉、1-苯基吡唑氯桥二聚体，然后合成二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合铱橙红光磷光粉，合成的橙红光磷光粉发光性能好、色纯度高，色坐标为x=0.4875，y=0.3757，此合成方法工艺先进，配比合理，数据翔实准确，产物质量好、纯度高，是理想的合成橙红光磷光材料的方法。

主权项

1.一种橙红光磷光粉的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：2-溴-4-甲基喹啉、2-噻吩硼酸、氯化铱、四(三苯基膦)钯、碳酸钠、1-苯基吡唑、2-乙氧基乙醇、甲苯、乙腈、乙醇、乙酸乙酯、盐酸、石油醚、去离子水、硅胶、石英砂、脱脂棉、氮气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位2-溴-4-甲基喹啉：      C₁₀H₈BrN           2.00g±0.001g2-噻吩硼酸：          C₄H₅BO₂S           1.15g±0.001g氯化铱：              IrCl₃·3H₂O         0.60g±0.001g四(三苯基膦)钯：      C₇₂H₆₀P₄Pd           0.35g±0.001g碳酸钠：              Na₂CO₃             3.18g±0.001g1-苯基吡唑：          C₉H₈N₂             0.56mL±0.01mL2-乙氧基乙醇：        C₄H₁₀O₂             50mL±0.1mL甲苯：                C₇H₈               40mL±0.1mL乙腈：                C₂H₃N              200mL±0.1mL乙醇：                C₂H₆O              10mL±0.1mL 乙酸乙酯：            C₄H₈O₂               200mL±0.1mL盐酸：                 HCl    浓度37%    20mL±0.1mL 去离子水：            H₂O                1000mL±50mL石油醚：             C_nH_2n+2，n=5-6        800mL±50mL氮气：                 N₂                 20000cm³±100cm³硅胶：                SiO₂·H₂O            500g±10g石英砂：              SiO₂                20g±1g脱脂棉：                                  10g±1g制备方法如下：    (1) 配制2-溴-4-甲基喹啉甲苯溶液    称取2-溴-4-甲基喹啉2.00g±0.001g，量取甲苯40 mL±0.1mL，加入烧杯中，搅拌5 min，成0.225mol/L的2-溴-4-甲基喹啉甲苯溶液；    (2) 配制碳酸钠水溶液    称取碳酸钠31.8g±0.001g，量取去离子水150 mL±0.1mL，加入烧杯中，搅拌5 min，成2mol/L的碳酸钠水溶液；    (3) 配制2-噻吩硼酸乙醇溶液    称取2-噻吩硼酸1.15g±0.001g，量取乙醇10 mL±0.1mL，加入烧杯中，搅拌5min，成0.90mol/L的2-噻吩硼酸乙醇溶液；    (4) 配制盐酸水溶液    量取盐酸20 mL±0.1mL、去离子水200 mL±1mL，加入烧杯中，搅拌5min，成3mol/L的盐酸水溶液；    (5) 配制氯化铱水溶液称取氯化铱0.6g±0.001g，量取去离子水6mL±0.1mL，搅拌5min，成0.28mol/L的氯化铱水溶液；    (6) 配置1-苯基吡唑的2-乙氧基乙醇溶液    量取1-苯基吡唑0.56mL±0.01mL、2-乙氧基乙醇18mL±0.1mL，加入烧杯中，搅拌5min，成0.235mol/L的1-苯基吡唑的2-乙氧基乙醇溶液；(7) 合成2-噻吩-4-甲基喹啉合成是在三口烧瓶上进行的，将三口烧瓶置于电加热套上，在三口烧瓶上设置氮气管、滴液漏斗、水循环冷凝管，在三口烧瓶内底部放置磁子搅拌器； 1）向三口烧瓶中加入2-溴-4-甲基喹啉甲苯溶液40 mL±0.1mL、碳酸钠水溶液15 mL±0.1mL、四(三苯基膦)钯0.35g±0.001g，加入三口烧瓶中； 2）开启氮气管，向三口烧瓶输入氮气，氮气输入速度为22cm³/min；开启水循环冷凝管，进行水循环冷凝；开启磁子搅拌器，进行搅拌；开启电加热器，加热三口烧瓶，加热温度90℃±2℃； 3）将配置的2-噻吩硼酸乙醇溶液加入滴液漏斗中，进行滴加，滴加速度2mL/min； 4）加热、搅拌、水循环冷凝，氮气保护时间720min，使其充分溶解，并进行化学反应，反应式如下：C₁₄H₁₁NS：2-噻吩-4-甲基喹啉     反应后成混合溶液； 5）反应结束后，关闭电加热器，在水循环冷凝、氮气保护、磁子搅拌器下随瓶冷却至25℃；6）盐酸萃取    将反应后的混合溶液加入分液容器中，然后加入3mol/L的盐酸水溶液40mL±0.1mL，摇晃萃取，静置20min，使油层、水层分离，除去上部油层，收集下部澄清水层；7） 过滤，将澄清水层用一层中速定性滤纸进行过滤，并收集澄清液； 8）用配置的2mol/L的碳酸钠水溶液，对澄清液调节pH值，将澄清液pH值调到6~8； 9）静置，将澄清液在25℃下静置360min，析出固体物质；10）过滤，将含有固体物质的澄清液用一层中性速定性滤纸进行过滤，得到2-噻吩-4-甲基喹啉黄色粉末；11）重结晶提纯    将2-噻吩-4-甲基喹啉黄色粉末加入另一三口烧瓶中，加入石油醚40mL，然后置于电加热套上加热至80℃±2℃，并进行水循环冷凝，加热搅拌30min，成混合溶液；    趁热将混合溶液置于过滤漏斗上，用一层中速定性滤纸进行过滤，滤瓶内留存滤液；    在25℃下，将滤液在滤瓶内进行静置陈化120min，在滤瓶内析出白晶体物质，滤液中溶液逐渐挥发，留存白色晶体；12）真空干燥，将白色晶体物质置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度70℃±1℃，真空度-0.08MPa，干燥时间60min±5min，干燥后得白色晶体，即：2-噻吩-4-甲基喹啉；       (8) 合成1-苯基吡唑氯桥二聚体    合成是在三口烧瓶中进行的，是在加热、搅拌、水循环冷凝、氮气保护下完成的；将三口烧瓶置于电加热器上，在三口烧瓶上插入氮气管、加液漏斗、水循环冷凝管，在三口烧瓶内置放磁子搅拌器； 1）量取氯化铱水溶液6mL±0.1mL、1-苯基吡唑的2-乙氧基乙醇溶液18mL±0.1mL，加入三口烧瓶中； 2）开启氮气管，向三口烧瓶输入氮气，氮气输入速度22cm³/min；开启水循环冷凝管，进行水循环冷凝；开启磁子搅拌器，进行搅拌；开启电加热器，加热三口烧瓶，加热温度120℃±2℃； 3）加热、搅拌、水循环冷凝、输入氮气时间1440min，在其过程中将进行化学反应，反应式如下：C₃₆H₂₈N₈Cl₂Ir₂：1-苯基吡唑氯桥二聚体 HCl：氯化氢      反应后成混合溶液； 4）反应后关闭电加热器、磁子搅拌器、水循环冷凝管，停止输氮气，使其随瓶自然冷却至25℃； 5）将混合液倒入烧杯中，然后加入去离子水100mL，进行稀释，然后静置，析出固体物质； 6）抽滤，将含有固体物质的混合溶液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用两层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物滤饼，废液抽至滤瓶中； 7）真空干燥，将产物滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中进行干燥，干燥温度70℃±2℃，真空度-0.08MPa，干燥时间60min±5min，干燥后得浅绿色粉末，即1-苯基吡唑氯桥二聚体；(9) 合成二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合铱合成是在三口烧瓶中进行的，是在加热、磁力搅拌、水循环冷凝、氮气保护下完成的； 1）将三口烧瓶置于电加热器上，在三口烧瓶上设置氮气管、加液漏斗、水循环冷凝管，并在三口烧瓶内底部置放磁子搅拌器； 2）称取1-苯基吡唑氯桥二聚体0.30g±0.001g、2-噻吩-4-甲基喹啉0.16g±0.001g、碳酸钠0.31g±0.001g，量取2-乙氧基乙醇15mL±0.1mL，加入三口烧瓶中； 3）开启氮气管，向三口烧瓶输入氮气，氮气输入速度22cm³/min；开启水循环冷凝管，进行水循环冷凝；开启磁子搅拌器，进行搅拌；开启电加热器，加热三口烧瓶，加热温度130℃±2℃； 4）加热、搅拌、水循环冷凝、输入氮气时间1440min，并进行化学反应，反应式如下：C₃₂H₂₄N₅SIr：二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合铱    NaCl：氯化钠                      CO₂：二氧化碳气体    反应后为混合溶液； 5）关闭电加热器、磁子搅拌器、水循环冷凝管、氮气瓶，使混合溶液随瓶自然冷却至25℃； 6）沉淀，将反应混合溶液置于烧杯中，加入去离子水100mL，搅拌5min，静置沉淀，析出固体物质； 7）抽滤，将混合溶液及沉淀固体物质置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用二层中速定性滤纸进行抽滤，滤纸上留存产物滤饼，废液抽到滤瓶中； 8）真空干燥，将产物滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度70℃±2℃，真空度-0.08MPa，干燥时间为60min，干燥后成：橙红色粉末，即为二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合铱； 9）柱层析提纯    将橙红色粉末与二氯甲烷10mL在烧杯中混合，成混合溶液；    将石油醚250mL、乙酸乙酯50mL、乙腈50mL，加入另一烧杯中混合，成洗脱剂；    将脱脂棉、石英砂、硅胶、石英砂依次加入层析柱内；    将混合溶液加入层析柱内，然后缓慢加入洗脱剂，将产物进行提纯，层析后成橙红色液体，收入烧杯中；10）真空干燥，将盛有橙红色液体的烧杯置于真空干燥箱中，进行干燥，干燥温度50℃，真空度为-0.08MPa，干燥时间180min，干燥后成橙红色粉末，即终产物：二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合铱橙红光磷光粉；(10) 检测、分析、表征对制备的橙红光磷光粉的形貌、色泽、成分、发光性能进行检测、分析、表征；用扫描电镜进行产物形貌分析；用紫外-可见光谱仪进行紫外光吸收分析；用荧光光谱仪进行光致发光分析；结论：二(1-苯基吡唑)[4-甲基-2-(2-噻吩)喹啉]合铱橙红光磷光粉为橙红色粉体，粉末颗粒直径＜100um，发橙红光磷光，色坐标为x=0.4875，y=0.3757；(11) 产物储存对制备的橙红光磷光粉储存于棕色透明的玻璃容器中，密闭避光保存，要防水、防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对湿度≦10%。