专利名称：荧光染料掺杂的多金属氧酸盐微米管状材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于化学合成材料，具体涉及荧光染料掺杂的微米管制备方法及其应用。
背景技术：
多金属氧酸盐，是一类由处于d°电子构型的前过渡金属离子构成的金属氧簇化合物，其中Mo和W是构成多金属氧酸盐的主要元素。多金属氧酸盐的分子体积大，分子量高， 热稳定性好，具有对电子和质子的传输和储备能力。其优异的物理化学性质使之在材料化学、催化化学和药物化学等领域得到广泛的应用。多金属氧酸盐作为功能性结构单元，可以和其它的成分结合构筑新的功能材料。另一方面，管状结构的多金属氧酸盐晶体以直径小， 长径比高和比表面积大的特点，在分子容器，微反应器，药物缓释，催化剂载体和器件微型化方面有重要的意义，近年来受到特别的关注。例如，东北师大王恩波教授课题组利用PEG/ H2O液相体系合成了杂多酸盐Ag4SiW12O4tl微米管；新疆大学贾殿增教授课题组用室温固相合成法得到了多酸氨基酸纳米管；东北师大王晓红教授课题制备了 Si1. JPW12OJ纳米管催化剂；我们课题组也相继报道了掺杂金属离子以及抗坏血酸的多金属氧酸盐微米管。有机荧光染料，例如荧光蓝、荧光黄、荧光红以及某些分散染料等，在吸收可见光和紫外光后可在可见光区发射出荧光，呈现鲜亮的色彩。荧光染料种类繁多，它们多带有苯环或共轭杂环等含有共轭双键的化合物以及各种生色团，结构易于调整，通过引入烯键、苯环等不饱和基团及各种生色团来改变其共轭长度，从而使化合物光电性质发生变化。有的荧光染料具有连续共扼双键，可在激励光源的作用下产生可调谐的激光，因此被应用于染料激光器。近10几年来有机荧光染料以其独特的性能被应用于越来越多的领域，除了用于纤维织物印染外，还可用作某些特种标志(如暗处符号)装饰品、指示标记、有机荧光源、荧光示踪等。随着合成及应用技术的不断改进，有机荧光染料的发展前景将越来越广阔。本发明将荧光染料与多金属氧酸盐相结合制备了具有荧光的多酸微米管。所合成的荧光染料掺杂的微米管在外加光源的激发下，能够展示出优良的荧光特性，是很好的光致发光材料。如，荧光黄染料在微米管合成的PH值条件下能够异构化，所制备的微米管在不同的激发波长下，展现出不同色彩的光。
发明内容
本发明的目的是制备荧光染料掺杂的Keggin型杂多钨酸盐微米管，并对其进行功能性质的应用研究。本发明的荧光染料掺杂的Keggin型杂多钨酸盐微米管的制备方法包括以下步骤(1)将2_5g不饱和Keggin系列杂多酸盐K8SiW11O39溶解在IOmL水中，调节此原料液的PH在0-3之间。(2)将步骤(1)所得溶液置于60-90°C水浴中加热。(3)将步骤⑵所得溶液加入荧光染料(隐形荧光蓝、荧光红、荧光黄GG、荧光蓝、荧光绿4A、荧光绿10G、荧光紫、甲基紫)(少于0. 06g)进行掺杂。(4)冷却步骤(3)所得溶液至室温，抽滤即可得到荧光染料掺杂的Keggin型杂多钨酸盐微米管(如图1)。本发明的掺杂荧光染料的Keggin型杂多钨酸盐微米管材料的应用效果如下所合成的荧光染料掺杂的微米管在外加光源激发下，能够展示出优良的荧光特性，是很好的光致发光材料。如，荧光黄染料在微米管合成的PH值条件下能够异构化，所制备的微米管在不同的激发波长下，发出不同色彩的光(如图幻。荧光红染料在不同的激发波长下，发出不同色彩的光(如图3)。
图1是脱离母液的掺杂不同荧光染料(隐形荧光蓝、荧光红、荧光黄GG、荧光蓝、荧光绿4A、荧光绿10G、荧光紫)的多金属氧酸盐微米管的光学显微镜照片。图2是掺杂染料荧光黄的多金属氧酸盐微米管在不同波长的激发光源下发射不同颜色的光的显微镜照片。图3是掺杂染料荧光红的多金属氧酸盐微米管在不同波长的激发光源下发射不同颜色的光的显微镜照片。
具体实施例方式实施例1将α-硅钨酸钾盐(a-K8SiW11O39) 2g溶于IOmL水，用盐酸(HCl)调节pH = 1，将该溶液置于90°C水浴中加热，加入0. Olg隐形荧光蓝，冷却至室温后抽滤得到掺杂染料隐形荧光蓝的多金属氧酸盐微米管。实施例2将α-硅钨酸钾盐(a-K8SiW11O39) 3g溶于IOmL水，用盐酸(HCl)调节pH = 1.5， 将该溶液置于80°C水浴中加热，加入0. 03g荧光红，冷却至室温后抽滤得到掺杂染料荧光红的多金属氧酸盐微米管。实施例3将α-硅钨酸钾盐(a-K8SiW11O39) 4g溶于IOmL水，用盐酸(HCl)调节pH = 2，将该溶液置于70°C水浴中加热，加入0. 02g荧光黄GG，冷却至室温后抽滤得到掺杂染料荧光黄GG的多金属氧酸盐微米管。实施例4将α-硅钨酸钾盐(a-K8SiW11O39) 2g溶于IOmL水，用盐酸(HCl)调节pH = 1，将该溶液置于90°C水浴中加热，加入0. 04g荧光绿4A，冷却至室温后抽滤得到掺杂染料荧光绿4A的多金属氧酸盐微米管。实施例5将α -硅钨酸钾盐(α -K8Siff11O39) 3g溶于IOmL水，用盐酸(HCl)调节pH = 1. 5， 将该溶液置于80°C水浴中加热，加入0. 03g荧光绿10G，冷却至室温后抽滤得到掺杂染料荧光绿IOG的多金属氧酸盐微米管。实施例6
将α -硅钨酸钾盐(α -K8Siff11O39) 4g溶于IOmL水，用盐酸(HCl)调节pH = 2，将该溶液置于70°C水浴中加热，加入0. 05g荧光紫，冷却至室温后抽滤得到掺杂染料荧光紫的多金属氧酸盐微米管。实施例7将所制备的掺杂不同荧光染料的微米管置于不同激发波长的光源下，发现所制备的荧光微米管材料发射出不同色彩的光。例如荧光黄在蓝光的照射下发出黄光，在绿光的照射下发出红光；荧光红在紫光的照射下发出紫光，在绿光的照射下发出红光。
权利要求
1.荧光染料掺杂的多金属氧酸盐微米管状材料的制备方法，其特征是包括以下步骤(1)将2-5g不饱和Keggin系列杂多酸盐K8SiW11O39溶解在IOmL水中，调节此原料液的 PH在0-3之间；(2)将步骤(1)所得溶液置于60-90°C水浴中加热；(3)将步骤( 所得溶液加入不多于0.06g的荧光染料隐形荧光蓝、荧光红、荧光黄 GG、荧光蓝、荧光绿4A、荧光绿10G、荧光紫或甲基紫进行掺杂；(4)冷却步骤C3)所得溶液至室温，抽滤即可得到荧光染料掺杂的Keggin型杂多钨酸盐微米管。
2.按权利要求1的制备方法制备的荧光染料掺杂的多金属氧酸盐微米管状材料。
3.按权利要求1的制备方法制备的荧光染料掺杂的多金属氧酸盐微米管状材料在光致发光方面的应用。
全文摘要
本发明属于化学合成材料，具体涉及荧光染料掺杂的多金属氧酸盐微米管状材料及其制备方法。本发明将荧光染料与多金属氧酸盐相结合制备了具有荧光的多酸微米管。所合成的荧光染料掺杂的微米管在外加光源的激发下，能够展示出优良的荧光特性，是很好的光致发光材料。如，荧光黄染料在微米管合成的pH值条件下能够异构化，所制备的微米管在不同的激发波长下，展现出不同色彩的光。
文档编号C09K11/06GK102344796SQ20111019943
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者张焕秋, 彭军, 申燕 申请人:东北师范大学