专利名称：一种偏钒酸盐纳米晶/聚合物复合荧光膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种偏钒酸盐纳米晶/聚合物复合荧光膜的制备方法，属有机/无机复合发光材料的制备及应用的技术领域。
背景技术：
纳米晶是介于体相材料与分子间的物质，具有光、电、磁及催化性能，纳米晶材料由于尺寸小，表面效应显著，极易聚集，从而影响其化学物理性能。聚合物材料光学透明、化学物理性能稳定、机械性能可调、易加工成型，是优化纳米晶功能的优良惰性介质。碱金属偏钒酸盐纳米晶光散射小，单一基质可实现白光，可有效解决低显色性、多体系材料的不匹配性及器件结构的简化问题；较小的粒径形成致密的粉层，可有效改善器件老化问题，可将其包覆在透明基质中，或与聚合物复合成薄膜，在照明和显示器件中应用。纳米晶与聚合物的复合，对于改善荧光粉的性能有很好的作用，常规方法是通过无机层对荧光粉进行包覆，或选用聚合物薄膜作衬底与荧光粉物理复合，但在制备过程中存在诸多弊端和不足，工艺繁琐、污染严重、毒性较大，复合纳米颗粒的尺寸、形貌不好控制，发光性能不稳定，制约了此类材料的应用。
发明内容
发明目的本发明的目的就是针对背景技术的不足，采用一种新的制备方法，以硝酸盐类为前驱体，先采用聚丙烯酰胺凝胶、低温煅烧制取碱金属偏钒酸盐纳米晶白光材料，然后用苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯共聚物与纳米晶复合，制取复合荧光微球，再用溶液旋涂法制取绿白光发射的复合荧光薄膜，以在平板显示和白光发光二极管中得到广泛应用。技术方案本发明使用的化学物质材料为硝酸铯、偏钒酸铵、柠檬酸、丙烯酰胺、氨水、过硫酸铵、无水乙醇、去离子水、Y _(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、丙酮、平面玻璃、研磨膏、氮气，其组合用量如下以克、 毫升、毫米、厘米3为计量单位硝酸铯CsNO3 偏钒酸铵NH4VO3 柠檬酸C6H8O7 · H2O 丙烯酰胺C3H5NO 甲叉双丙烯酰胺C7H10N2O2 氨水NH3 · H2O 过硫酸铵(NH4)2S2O8
3.119g±0.001g 1.871g±0.001g 6.724g±0.001g 6.000g±0.001g 0.858 g±0.001g 8ml± 0.001 ml 0.020 g±0.001g
Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷:C10H20O5Si 2ml±0.001 ml
聚乙烯吡咯烷酮(C5H7NO)丨00
苯乙烯C^8
甲基丙烯酸甲酯C5H8O2
偶氮二异丁腈.· C8H12N4
丙酮CO(CH3)2
无水乙醇C2H5OH
去离子水H2O
平面玻璃
氮气N2
3.000 g±0.001g
20ml ± 0.001ml 2ml±0.001ml 0.400 g±0.001g 1 OOOml ± 20ml 130ml ± Iml 5000m〖±50ml 25.4 X 30 X 1.2mm, 1 块 5000cm3 ±100 cm3 Φ 40 X 50mm
研磨膏Al2O3制备方法如下(1)、精选化学物质材料对制备所需要的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、精度控制硝酸铯固态固体99.99%
偏钒酸铵固态固体99%
柠檬酸固态固体99.5%
丙烯酰胺固态固体98%
甲叉双丙烯酰胺固态固体99.99%
氨水液态液体浓度25%
过硫酸铰固态固体98%
Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷液态液体99.8%
聚乙烯吡咯烷酮固态固体94.88%
苯乙烯液态液体98%
甲基丙烯酸甲酯液态液体99%
偶氮二异丁腈固态固体98%
丙酮液态液体99.9%
无水乙醇液态液体99.7%
去离子水液态液体99.99% 平面玻璃固态固体平面度±2μηι
氮气气态气体99%
研磨膏固态固体400目 (2)聚丙烯酰胺凝胶制备是在烧杯中进行的，将烧杯置于电加热器上，在烧杯中插入搅拌器，搅拌器由支架固定；①称取硝酸铯3. 119g士0. OOlg ；称取柠檬酸6. 724g士0. OOlg ；
量取去离子水80ml 士 Iml ；加入烧杯中，在室温25°C下用搅拌器搅拌30min，使其充分溶解，成混合溶液；②调节酸碱度
用酸碱度计测量混合溶液的酸碱度pH值，视pH值大小加入氨水，边加入、边搅拌、 边测量，当pH值为4 5时停止加入，继续搅拌30min，混合溶液偏酸性；③称取偏钒酸铵1. 87Ig士0. OOlg ；称取丙烯酰胺6. OOOg士0. OOlg ；称取甲叉双丙烯酰胺0. 858g士0. OOlg ；加入烧杯中，继续搅拌30min，使其充分溶解，成混合溶液；④凝胶将混合溶液加热至90°C 士2°C，称取引发剂过硫酸铵0. 020g士0. OOlg，加入烧杯中，0. Imin后出现蓝色凝胶，停止搅拌，将蓝色凝胶转入坩锅中；凝胶反应原理如下
权利要求
1. 一种偏钒酸盐纳米晶/聚合物复合荧光膜的制备方法，其特征在于 使用的化学物质材料为硝酸铯、偏钒酸铵、柠檬酸、丙烯酰胺、氨水、过硫酸铵、无水乙醇、去离子水、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、丙酮、平面玻璃、研磨膏、氮气，其组合用量如下以克、毫升、毫米、 厘米3为计量单位硝酸铯CsNO33.119g±0.001g偏钒酸铵NH4VO31.871g±0.001g柠檬酸C6H8O7^H2O6.724g±0.001g丙烯酰胺C3H5NO6.000g±0.001g甲叉双丙烯酰胺C7H10N2O20.858 g±0.001g氨水NH3 · H2O8ml± 0.001 ml过硫酸铵(NH4)2S2O80.020 g± 0.00 IgY-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷:C,0H20O5S1 2ml± 0.00 Iml聚乙烯吡咯烷酮(C5H7NO)1003.000 g±0.001g苯乙烯(8执20ml ± 0.001ml甲基丙烯酸甲酯C5H8O22ml± 0.00 Iml偶氮二异丁腈·. C8H12N40.400 g±0.001g丙酮CO (CH3)21000ml 土 20ml无水乙醇C2H5OH130ml ± Iml去离子水H2O5000ml ± 50ml平面玻璃25.4 X 30 X 1.2mm, 1 块氮气N25000cm3 ±100 cm3研磨膏Al2O3Φ 40 X 50mm制备方法如下 (1)、精选化学物质材料对制备所需要的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度、精度控制硝酸铯固态固体99.99%偏钒酸铵固态固体99%柠檬酸固态固体99.5%丙烯酰胺固态固体98%甲叉双丙烯酰胺固态固体99.99%氨水液态液体浓度25%过硫酸铵固态固体98%Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷液态液体99.8%聚乙烯吡咯烷酮固态固体94.88%苯乙烯液态液体98%甲基丙烯酸甲酯液态液体99%偶氮二异丁腈固态固体98%丙酮液态液体99.9%无水乙醇液态液体99.7%去离子水液态液体99.99% 平面玻璃固态固体平面度±2μιη氮气气态气体99%研磨膏固态固体400目(2)聚丙烯酰胺凝胶制备是在烧杯中进行的，将烧杯置于电加热器上，在烧杯中插入搅拌器，搅拌器由支架固定；①称取硝酸铯3.119g士0. OOlg ； 称取柠檬酸6. 724g士0. OOlg ； 量取去离子水80ml 士 Iml ；加入烧杯中，在室温25°C下用搅拌器搅拌30min，使其充分溶解，成混合溶液；②调节酸碱度用酸碱度计测量混合溶液的酸碱度PH值，视pH值大小加入氨水，边加入、边搅拌、边测量，当PH值为4 5时停止加入，继续搅拌30min，混合溶液偏酸性；③称取偏钒酸铵1.87Ig士0. OOlg ； 称取丙烯酰胺6. OOOg士0. OOlg； 称取甲叉双丙烯酰胺0. 858g 士 0. OOlg；加入烧杯中，继续搅拌30min，使其充分溶解，成混合溶液；④凝胶将混合溶液加热至90°C 士2°C，称取引发剂过硫酸铵0. 020g士0. OOlg,加入烧杯中， 0. Imin后出现蓝色凝胶，停止搅拌，将蓝色凝胶转入坩锅中； 凝胶反应原理如下
2.根据权利要求1所述的一种偏钒酸盐纳米晶/聚合物复合荧光膜的制备方法，其特征在于聚丙烯酰胺凝胶是在烧杯中进行的，将烧杯(3)置于电加热器(1)上，搅拌器(5) 插入烧杯⑶中，搅拌器(5)由支架(6)固定；电加热器⑴上设有显示屏(7)、指示灯⑶、 控制开关(9)，电加热器⑴通过导线⑷连接搅拌器(5)，烧杯(3)内为混合溶液O)。
3.根据权利要求1所述的一种偏钒酸盐纳米晶/聚合物复合荧光膜的制备方法，其特征在于聚丙烯酰胺纳米晶低温煅烧是在低温煅烧炉中进行的，低温煅烧炉(17)置于控制箱(10)上，控制箱(10)上设有控制开关(11)、指示灯(12)、显示屏(13)；在低温煅烧炉 (17)内底部设有导轨(14)，在导轨(14)上放置可移动的石英管(16)，在石英管(16)内中间位置放坩埚(19)，在坩埚(19)内为产物粉末(18)，石英管(16)两端设有堵头(15,20), 堵头(15,20)视需要使用。
4.根据权利要求1所述的一种偏钒酸盐纳米晶/聚合物复合荧光膜的制备方法，其特征在于复合荧光微球合成是在四口烧瓶中进行的，四口烧瓶(XT)置于水浴缸06)内，水浴缸06)内置放水浴水(25)，水浴水0 要淹没四口烧瓶(XT)体积的4/5;在四口烧瓶 (27)上部由左至右依次设置氮气管(34)及氮气阀(35)、滴液漏斗(3 及控制阀(36)、搅拌器(32)、水循环冷凝管09)及出气口(30)、进水口(观)、出水口(31)，氮气管(34)由氮气阀(35)控制并连接氮气瓶(39)；四口烧瓶07)内为氮气(37)、反应液(38)；电热搅拌器(24)上设有显示屏(21)、指示灯(22)、控制开关(23) 0
5.根据权利要求1所述的一种偏钒酸盐纳米晶/聚合物复合荧光膜的制备方法，其特征在于复合荧光膜旋涂是在旋涂机上进行的，旋涂机GO)上设有控制开关(41)、指示灯 (42)、显示屏(43)，在旋涂机00)上部为转盘(44)，转盘04)上置放基板平面玻璃(46)， 平面玻璃G6)上部为复合膜(45)，转盘04)的转动、旋涂由旋涂机控制。
全文摘要
本发明涉及一种偏钒酸盐纳米晶/聚合物复合荧光膜的制备方法，是以硝酸盐类为前驱体，先进行聚丙烯酰胺凝胶、低温煅烧，制得碱金属偏钒酸盐纳米晶白光材料，然后用苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物与纳米晶复合，制得复合荧光微球，再用溶液旋涂法制得发绿白光的复合荧光薄膜，薄膜厚度≤60nm，可在平板显示和白光二极管中应用，产物纯度好，可达98％，发光内量子效率较高，达86％，产物发光性能稳定，发射色坐标为x＝0.3117，y＝0.4259的绿白光，此制备方法工艺先进、参数准确翔实、不污染环境、是十分理想的制备有机/无机复合发光材料的方法。
文档编号C03C17/28GK102276158SQ20111013100
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者刘红利, 周禾丰, 张树全, 李洁, 王 华, 王莉, 许并社 申请人:太原理工大学