[发明专利]4-羟基香豆素插层水滑石蓝光复合发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机/有机复合发光材料技术领域，特别涉及一种4-羟基香豆素插层水滑石蓝光复合发光材料及其制备方法。

背景技术

4-羟基香豆素中性分子是一种激光染料，自从美国柯达公司将这种染料掺杂在主体材料中用于OLED研究以来，便作为一种性能优异的绿光电致发光材料，广泛应用在多色及大屏幕显示和照明器件方面。特别是在有机发光二极管(OLED)器件研究方面，由于其荧光量子效率几乎达到100%，已被用来制作高性能的绿色有机电致发光器件。在有机电致发光材料中，红、绿、蓝三基色发光材料可以按不同比例产生许多种颜色的光，相比红光，绿光发光材料，性能优良的蓝光材料明显比较缺乏，因此引起了广泛的研究。据目前报道，主要通过掺杂来提高中性的香豆素的发光效率，该方法不易达到分子级别的分散，难以精确控制香豆素分子的分散，不均匀且不稳定，因此如何有效获得蓝光发射材料是目前迫切需要解决的问题。

层状复合金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,简写为LDHs，又称水滑石)是一类典型的阴离子型层状材料，是带正电的二维氢氧化物层板与层间阴离子通过静电相互作用有序堆积形成三维晶体结构，二价和三价金属离子的氢氧化物相互间高度分散并以离子键构成主体层板，层间阴离子有序排布，以静电力平衡主体层板电荷，整体呈现电中性。LDHs主体层板内的二价及三价金属离子的种类、比例和分布以及插层分子均可以人为调控，因此可以设计合成多种功能性复合材料。

因此，若将4-羟基香豆素中性分子和表面活性剂-全氟烷烃磺酸阴离子作为客体引入层状材料水滑石的层间，形成无机/有机复合物，可实现发光分子在分子尺度上定向排列和均匀分散；利用主体-客体、客体-客体的相互作用，可以调控发光客体的发光性能；通过调控发光客体与表面活性剂的比例，最大限度提高客体的发光效率；同时，还可提高客体分子的物理和化学稳定性。目前，将4-羟基香豆素中性分子和表面活性剂分子引入层状材料水滑石层间的研究至今还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种4-羟基香豆素插层水滑石蓝光复合发光材料及其制备方法。本发明不仅实现了发光客体的高效利用，提高了发光客体的发光效率，降低了成本，而且实现了4-羟基香豆素中性分子发光的转变(由绿光变为蓝光)，同时增强了客体的荧光性能。本发明将水滑石作为一种新型的材料用于改变客体的发光特性，起到调控发光客体发光性能的作用。

本发明选取与4-羟基香豆素中性分子相似分子长度的表面活性剂，通过共沉淀的方法共插层得到均匀分散于水滑石层间的超分子复合发光材料。该材料能充分利用水滑石层间的空间限域作用和主客体之间的相互作用，以及表面活性剂的预撑和隔离及携带4-羟基香豆素中性分子的作用，实现发光客体的固定化，得到蓝色发光材料。

本发明制备的4-羟基香豆素插层水滑石蓝光复合发光材料的化学式为：[(M²⁺)_1-x(M³⁺)_x(OH)₂]^x+(A^-)_xB_y·mH₂O，其中0.1≤x≤0.33，y/x=0.05-1，m＝3-6为层间结晶水数量，M²⁺代表二价金属阳离子，M³⁺代表三价金属阳离子，A^-代表全氟己烷磺酸根阴离子或全氟辛烷磺酸根阴离子，B代表4-羟基香豆素；该发光材料的晶体结构为类水滑石材料的晶体结构，金属阳离子和氢氧根离子以共价键构成八面体，通过共用边形成片状结构，4-羟基香豆素与全氟己烷磺酸根阴离子或全氟辛烷磺酸根阴离子共同插入水滑石层间构成均匀分散的插层超分子层状复合蓝光发光材料。

本发明所述的4-羟基香豆素插层水滑石蓝光复合发光材料的制备方法为：

Ⅰ.配制二价金属阳离子M²⁺与三价金属阳离子M³⁺摩尔比为2:1-3:1的溶液，其中二价金属阳离子浓度为0.01-0.09M；

Ⅱ.配制4-羟基香豆素和表面活性剂的混合溶液，溶剂为体积比为1:1的乙醇和水，其中表面活性剂与步骤Ⅰ中三价金属阳离子M³⁺的摩尔比为1:1，4-羟基香豆素与表面活性剂的摩尔比为（0.05：1）-（1：1），4-羟基香豆素的浓度为0.0006-0.045M；

Ⅲ.将步骤Ⅰ和Ⅱ配制的溶液混合；