[发明专利]一种基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜及其制备方法

说明书

本发明属于圆偏振光学材料技术领域，具体涉及一种基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜及其制备方法。本发明提供的制备方法利用手性向列纤维素纳米晶和PVA包覆的上转化纳米颗粒进行自组装，制备了基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜，原料易得，步骤简单，绿色环保。本发明提供的圆偏振上转化发光薄膜不仅具有较大的不对称因子，还具有多峰发射的特性。

技术领域

本发明属于圆偏振光学材料技术领域，尤其涉及一种基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜及其制备方法。

背景技术

根据光波振动方向矢量在垂直于光波传播方向上的差异，可以将偏振光分为不同的种类，包括线性，圆形，椭圆形和部分偏振光。其中，圆偏振光可以通过使用四分之一波片从线偏振光产生。圆偏振发光材料在不对称催化合成，手性识别，光学信息存储和3-D光学显示设备中具备巨大的应用潜力。圆偏振发光依据光矢量的传递方向能够分为左旋和右旋的圆偏振光。在圆偏振光谱中，左旋和右旋的圆偏振发光强度用不对称因子(glum)测量。

目前有用手性小分子诱导以及和超分子组装等方法制备圆偏振发光材料的文献和专利。YingYang等(Adv.Mater.2013,25,2624)在文献中报道了利用手性小分子的手性螺烯诱导非手性发光聚合物产生圆偏振荧光。公开号为CN107118773A的中国专利中利用超分子自组装的凝胶，制备了全波段可调的量子点的圆偏振发光。

但是，目前利用手性小分子诱导和超分子组装等方法制备圆偏振发光材料的方法较为复杂，圆偏振发光的不对称因子较小，对圆偏振发光的实际应用造成了困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简便的制备圆偏振发光材料的方法，得到一种具有较大不对称因子的圆偏振发光材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜的制备方法，包含如下步骤：

将纤维素和硫酸混合进行水解反应，得到纤维素纳米晶悬浮液；

将所述纤维素纳米晶悬浮液顺次进行离心、透析和浓缩，得到手性向列纤维素纳米晶悬浮液；

将所述手性向列纤维素纳米晶悬浮液和聚乙烯醇包覆的上转化纳米颗粒溶液混合后成膜，得到基于手性向列纤维素纳米晶的圆偏振上转化发光薄膜。

优选的，所述硫酸的质量浓度为60～80％；

所述纤维素为纸浆纤维素、微晶纤维素和细菌纤维素中的一种或几种；

所述纤维素和硫酸的用量比为(15～35)g:(150～350)mL。

优选的，所述水解反应的温度为30～70℃；

所述水解反应的时间为1～3h。

优选的，所述透析的终点pH值为6.5～7.5；

所述浓缩的终点质量浓度为2～5％。

优选的，所述聚乙烯醇包覆的上转化纳米颗粒溶液为聚乙烯醇包覆的NaYF₄:TmYb@NaYF₄上转化纳米颗粒溶液。

优选的，所述聚乙烯醇包覆的NaYF₄:TmYb@NaYF₄上转化纳米颗粒溶液通过将NaYF₄:TmYb@NaYF₄上转化纳米颗粒溶液和聚乙烯醇混合后进行包覆得到。

优选的，所述NaYF₄:TmYb@NaYF₄上转化纳米颗粒溶液的浓度为3～5mg/mL；