一种长余辉磷光发光的有机-无机杂化钙钛矿玻璃材料及其制备方法

本发明属于有机-无机杂化钙钛矿材料，具体涉及一种长余辉磷光发光的有机-无机杂化钙钛矿玻璃材料及其制备方法。

背景技术：

1、长余辉磷光材料由于其具有相比于荧光更长的发光寿命和更高的能量利用率，在信息安全、生物成像、传感器、数据存储、装饰等诸多领域具有广阔的应用前景。近年来，在分子尺度上由有机阳离子和金属盐阴离子组成的有机-无机杂化钙钛矿材料为先进的长寿命磷光材料的设计提供了广泛的元素和组装模式选择。杂化钙钛矿材料的刚性结构中存在强的分子间和分子内相互作用，其可以有效地抑制热振动和淬灭剂(如空气中的氧气和水分)引起的非辐射跃迁，从而有利于提高hoip材料的磷光发光效率。目前，具有磷光发光性能的晶态hoip材料已经得到广泛研究。然而，晶体的脆性、小尺寸以及不易规模化制备等缺点限制其在实际生产生活中的应用。因此，具有无定形结构的高硬度、高透明度和大尺寸的hoip玻璃日益成为研究的焦点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种长余辉磷光发光的有机-无机杂化钙钛矿玻璃材料及其制备方法，为长寿命磷光发光材料的设计与合成提供新的思路和可行性解决方案。

2、所述的长余辉磷光发光的有机-无机杂化钙钛矿玻璃材料的制备方法为：将金属盐和具有磷光发射性能的有机离子盐充分混合后熔融淬火得到长余辉磷光发光的有机-无机杂化钙钛矿玻璃材料。

3、所述的金属盐选自过渡金属、第iii、第iv、第v主族金属的醋酸盐、卤酸盐、硫氰酸盐、硫酸盐、磷酸盐以及金属卤化物、金属氰化物和金属叠氮化物中的一种或几种。

4、所述的有机离子盐选自双(2-氯乙基)胺盐酸盐、4-联苯异氰酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、乙氧甲酰基甲基三苯基溴化膦、(甲氧基甲基)三苯基氯化膦和烯丙基三苯基溴化膦中的一种或几种。

5、所述的金属盐与有机离子盐的摩尔比为1:0.5-10。

6、所述的熔融淬火的温度为100-800℃，时间为10-200min。

7、本发明是以金属盐和有机离子盐为原料，采用低成本且不需要任何溶剂参与的熔融淬火法来获取具有长寿命磷光发光寿命的有机-无机杂化钙钛矿玻璃材料。其中的金属盐阴离子与有机阳离子之间存在强的分子内相互作用，其能够极大地抑制有机发光基团的热振动和非辐射跃迁；另外，玻璃的形成为发色团提供了刚性的分子环境。因此，hoip玻璃表现出高效长寿命的磷光发射性能。本发明制备的发光玻璃具有高透明度、高硬度、长激发态寿命(121.3ms)等特点。本发明的制备方法成本低，操作简便，易于大规模工业化生产，其在防伪、信息安全和装饰等领域具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种长余辉磷光发光的有机-无机杂化钙钛矿玻璃材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体操作为：将金属盐和具有磷光发射性能的有机离子盐充分混合后熔融淬火得到长余辉磷光发光的有机-无机杂化钙钛矿玻璃材料。

2.根据权利要求1所述的准备方法，其特征在于，所述的金属盐选自过渡金属、第iii、第iv、第v主族金属的醋酸盐、卤酸盐、硫氰酸盐、硫酸盐、磷酸盐以及金属卤化物、金属氰化物和金属叠氮化物中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的准备方法，其特征在于，所述的有机离子盐选自双(2-氯乙基)胺盐酸盐、4-联苯异氰酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑二氰胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、乙氧甲酰基甲基三苯基溴化膦、(甲氧基甲基)三苯基氯化膦和烯丙基三苯基溴化膦中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的准备方法，其特征在于，所述的金属盐与有机离子盐的摩尔比为1:0.5-10。

5.根据权利要求1所述的准备方法，其特征在于，所述的熔融淬火的温度为100-800℃，时间为10-200min。

技术总结
本发明公开了一种长余辉磷光发光的有机‑无机杂化钙钛矿玻璃材料及其制备方法。该方法是以金属盐和有机离子盐为原料，采用低成本且不需要任何溶剂参与的熔融淬火法来获取具有长寿命磷光发光寿命的有机‑无机杂化钙钛矿玻璃材料。其中的金属盐阴离子与有机阳离子之间存在强的分子内相互作用，其能够极大地抑制有机发光基团的热振动和非辐射跃迁；另外，玻璃的形成为发色团提供了刚性的分子环境。本发明制备的有机‑无机杂化钙钛矿玻璃材料具有高透明度、高硬度、高效长寿命的磷光发射性能。本发明的制备方法成本低，操作简便，易于大规模工业化生产，其在防伪、信息安全和装饰等领域具有广泛的应用前景。

技术研发人员：闫东鹏,聂飞
受保护的技术使用者：北京师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24