一种光泽精插层的有机/无机复合材料及其制备方法和应用_4

文档序号:8217991阅读:来源:国知局
,由图2可知:
[0204] 光泽精插入蒙脱石层间后其荧光强度随着改性用酸浓度的增大明显增强,由于光 泽精插层的有机/无机复合材料的荧光强度随着蒙脱石层电荷量的增加明显增强,因此, 不受任何理论束缚,本发明人认为本实验例的结果表明光泽精存在于酸改性的蒙脱石层 间,蒙脱石片层的静电作用力对光泽精的发光性能有了较为明显的促进作用。
[0205] 实骀例3样品的荧光寿命测宙
[0206] 测试条件:采用英国LifeSpec-ps时间相关单电子计数的寿命光谱仪在375nm激 光激发下进行荧光时间分辨延迟曲线测量;采用F900软件对体系的荧光寿命进行拟合。
[0207] 本实验例所用样品为实施例1?6和对比例1中制得的样品及浓度为100mg/L的 光泽精水溶液。
[0208] 由于光泽精固体的浓度猝灭严重,即荧光寿命极短,现有仪器无法捕捉其荧光寿 命,因此,本实验例中将光泽精制成水溶液对其加以稀释,以获得光泽精的荧光寿命。
[0209] 将上述样品进彳丁5^光寿命测定,结果如图3a和图3b所不,由图3a和图3b可知:
[0210] 光泽精插入酸改性的蒙脱石层间后其荧光寿命有了较大程度的提高,而且随着 改性用酸浓度的增大,制得光泽精插层的有机/无机复合材料的荧光寿命愈长,光泽精插 层的有机/无机复合材料的最大寿命为1. 249 μ S达到光泽精的53倍左右,总体趋势为随 着蒙脱石层电荷量的增加寿命逐渐延长,稳定性提高了。
[0211] 实骀例4样品耐热件能测试
[0212] 发光材料在使用过程中要经历环境温度不断变化的考验,在此过程中,材料的发 光性能将会发生明显变化,因此发光材料的热稳定性是决定它应用领域的重要参考。
[0213] 所用仪器:日立牌F4600型荧光分光光度计。
[0214] 实验方法:将样品加热至不同温度后,测定其荧光光谱。
[0215] 本实验例所用样品为实施例6和对比例1中制得的样品及未做处理的光泽精产 品。
[0216] 将上述样品进行耐热性能测试,未做处理的光泽精的耐热性能结果如图4a所示, 实施例6制得样品的耐热性能结果如图4b所示,对比例1制得样品的耐热性能结果如图4c 所示,由图4a、图4b和图4c可知:
[0217] 未做处理的光泽精发光强度随着温度的升高不断降低,在75°C时基本失去了发光 性能,表明光泽精的热稳定性很差。
[0218] 光泽精插入到未经酸改性的蒙脱石的层间后,耐热性比未做处理的光泽精显著提 高,在150°C失去了发光性能。
[0219] 虽然光泽精插入到经酸改性的蒙脱石的层间后,发光强度也随着温度的升高逐渐 降低,但是一直到300°C,复合材料才失去发光性能。
[0220] 实骀例5样品的禁带宽度计筧
[0221] 用 materials studio 6. 0 软件进行计算。
[0222] 本实验例所用样品为实施例6和对比例1中制得的样品及未处理的光泽精产品。
[0223] 测定上述样品的计算能带结构,其中,
[0224] 实施例6制得样品的能带图如图5al所示,态密度图如图5a2所示。
[0225] 未做处理的光泽精产品的能带图如图5bl所示,态密度图如图5b2所示。
[0226] 对比例1制得样品的能带图如图5cl所示,态密度图如图5c2所示。
[0227] 由图 5al、图 5a2,图 5bl、图 5b2,图 5cl、图 5c2,可知:
[0228] 未经处理的光泽精独立分布于真空中时能隙约为I. 03ev,低于价带顶,发生浓度 猝灭效应,发光强度很低。
[0229] 光泽精插入到未改性的蒙脱石层间后,能隙为3. 16ev,在价带和导带之间,较容易 发生能级跃迀而发光。
[0230] 光泽精插入到经酸改性的蒙脱石层间后能隙为3. 60ev,在价带和导带之间,极容 易发生能级跃迀而发光。
[0231] 不受任何理论束缚,本发明人认为,经酸改性的蒙脱石层板对光泽精的作用力增 强,光泽精的分子之间的作用力减弱,体系的发光强度增强。
[0232] 实骀例6所用蒙脱石原料的固体核磁测试
[0233] 所用仪器:Bruker公司AVANCE III 400WB型核磁仪。
[0234] 本实验例所用样品为实施例1?6中所用蒙脱石原料,对上述原料分别进行27Al 魔角旋转法核磁共振波谱测试和 29Si交叉极化魔角旋转法核磁共振波谱测试,结果分别如 图6a和图6b所示。
[0235] 由27Al魔角旋转法核磁共振波谱图(图6a)可知:
[0236] 蒙脱石27Al谱主要由两个信号组成,主峰位于2. Oppm,归属于蒙脱石中Al VI的信 号,次峰位于54. Oppm,该信号归属于四配位错(Al IV )。
[0237] 随着改性用酸浓度的提高,Al VI和Al IV信号越来越弱,表明酸改性后蒙脱石中Al 的含量逐渐减少。
[0238] 由29Si交叉极化魔角旋转法核磁共振波谱图(图6b)可知:
[0239] 蒙脱石29Si谱主要由两个信号组成,主峰位于-92. 7ppm,归属于蒙脱石的Q3(OAl) 信号;另一个宽的弱信号的中心位置位于占-lllppm,它归于Q 4类型的a石英、低温方英石 和非晶态SiO229Si峰的叠加。
[0240] 随着改性用酸浓度的提高,29Si谱峰强度逐渐降低,表明四面体中Si的信号逐渐 减弱,含量逐渐减小,但是 29Si谱峰强度降低的程度没有27Al谱峰明显,表明在酸改性过程 中优先溶出八面体中的A1,其次是四面体中的Si。
[0241] 以上结合【具体实施方式】和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并 不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下, 可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明 的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种制备光泽精插层的有机/无机复合材料的方法,其特征在于,该方法包括以下 步骤: (1) 将蒙脱石粉碎,浸于酸溶液中,并将光泽精配制为光泽精水溶液; (2) 分离步骤1中浸于酸溶液的蒙脱石,干燥并粉碎; (3) 将步骤2中粉碎后的蒙脱石在搅拌条件下加入到光泽精水溶液中,搅拌、静置; (4) 将步骤3中得到的产物升温搅拌,陈化; (5) 将步骤4中得到的产物分离、洗涤并干燥。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤1中,使用的酸为有机酸或无机酸, 优选为醋酸、盐酸、硫酸、硝酸和/或磷酸;和/或 将蒙脱石在酸溶液中浸渍〇. 5?5h,优选1?4h,更优选为2?3h。
3. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在步骤1中,以酸溶液中电离的H+计, 酸溶液的摩尔浓度为〇? 〇〇lmol/L?0? 5mol/L,优选0? 005mol/L?0? 2mol/L〇
4. 根据权利要求1?3中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤1中,配制浓度为 20mg/L?1000mg/L,优选为50mg/L?800mg/L,更优选为100mg/L?600mg/L的光泽精水 溶液。
5. 根据权利要求1?4中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤2中, 蒙脱石在50°C?80°C条件下进行干燥,优选55°C?70°C,如60°C;和/或 将蒙脱石粉碎至粒径为30 ym?80 ym,优选为40 ym?70 ym,更优选为50 ym? 60 y m〇
6. 根据权利要求1?5中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤3中,光泽精的重量 以光泽精水溶液中溶质光泽精的重量计,蒙脱石与光泽精按重量比为蒙脱石的重量:光泽 精的重量=25:1?100:1,优选为30:1?90:1,更优选为45:1?75:1,如50:1,60:1混 合。
7. 根据权利要求1?6中任一项所述的方法,其特征在于,在步骤4中, 将步骤3中得到的产物升温至50°C?80°C,优选为55°C?70°C,如60°C ;和/或 升温后搅拌3h?20h,优选为4h?15h,更优选为5h?12h,如6h。
8. 根据权利要求1?7中任一项所述的方法,其特征在于,步骤4制得的光泽精插层的 有机/无机复合材料, 在该光泽精插层的有机/无机复合材料中,光泽精的插层量为0. 1?0. 6mmol/g,和/ 或 根据XRD谱,其在2 0角为4. 5°?6. 2°处存在吸收峰;和/或 根据荧光光谱,其在波长约540nm处存在吸收峰。
9. 一种根据权利要求1?8中任一项所述方法制得的光泽精插层的有机/无机复合材 料,其特征在于, 在该光泽精插层的有机/无机复合材料中,光泽精的插层量为0. 1?0. 6mmol/g,和/ 或 根据XRD谱,其在2 0角为4. 5°?6. 2°处存在吸收峰;和/或 根据荧光光谱,其在波长约540nm处存在吸收峰。
10. 根据权利要求9所述的光泽精插层的有机/无机复合材料用于有机发光分子器件 的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种光泽精插层的有机/无机复合材料的制备方法和由该方法制得的光泽精插层的有机/无机复合材料以及其应用。所述制备方法制备条件温和,操作简便,原料易得,价廉,生产成本低;制得的复合材料显著提高了光泽精的荧光寿命,稳定性增强,在相同的发光强度和荧光寿命的要求下,能够减少光泽精的使用量,从而节约使用成本,并扩展了光泽精在发光强度高、稳定性强的有机发光分子器件中的应用。
【IPC分类】C01B33-44, C09K11-06
【公开号】CN104531132
【申请号】CN201410720299
【发明人】吕国诚, 吴丽梅, 刘梦, 梅乐夫, 廖立兵
【申请人】中国地质大学(北京)
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月1日
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