[发明专利]一种有机-无机杂化长余辉材料、其制备方法及其在喷墨打印中的应用

说明书

本发明公开了一种可用于喷墨打印的有机‑无机杂化长余辉材料及其制备方法。化学式为(Ph₄P)₂TiF₆(Ph为苯基C₆H₅的缩写)，它以氟钛酸铵和四苯基氯化膦为主要原料，在水热釜中经过加热搅拌生成过饱和溶液，通过再结晶生成目标产物。经紫外光的照射后该型长余辉材料在暗处发出明亮的绿光，发光强度高，稳定性和显色性好，可用于喷墨打印，在防伪，信息存储等领域有广泛的应用前景。本发明材料通过溶液重结晶法制备，方法简单，重复性好，所得产品质量稳定。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种可用于喷墨打印的有机-无机杂化长余辉材料的制备方法。

背景技术

长余辉材料是一种光致发光材料。在激发光停止后仍可以缓慢地将能量以光的形式释放出，其发光寿命大于100ms。由于这类材料具有超长的发光寿命以及丰富的激发态性质，被广泛的应用于照明、信息加密、生物成像、防伪等领域。

1993年Matsuzawa等合成了共掺Dy的SrAl₂O₄:Eu，研究发现其余辉衰减时间长达2000min。随后，人们之后开发了一系列稀土激活的铝酸盐长余辉材料，如蓝色CaAl₂O₄:Eu，Nd。铝酸盐的长余辉材料，其激活剂主要是Eu，余晖发光颜色主要集中于蓝绿光波长范围。合成这些材料通常需要高温烧结(1300℃)，能源消耗大，而且其发光颜色单一。

1975年日本首先开发出硅酸盐长余辉材料Zn₂SiO₄:Mn,As，其余辉时间为30min。此后，多种硅酸盐的长余辉材料也相继被开发，如Sr₂MgSi₂O₇:Eu,Dy、Ca₂MgSi₂O₇:Eu,Dy、MgSiO₃:Mn,Eu,Dy，硅酸盐基质长余辉材料中的主要激活剂为Eu²⁺，其发光颜色仍集中于蓝绿光，虽然也有红光的硅酸盐长余辉材料报道。余辉性能较好的是Eu和Dy共掺杂的Sr₂MgSi₂O₇和Ca₂MgSi₂O₇，其余辉持续时间大于20h。现如今商用长余辉材料大多是利用稀土元素，造成成本较高，且毒性较大容易造成生物体损伤。而且该型余晖材料通过烧结成相，颗粒较大且均匀性较差，虽然无机超细余晖粉体可配成油墨用于丝网印刷，但不能用于更精密的具有高分辨率的喷墨打印加工。2013年，Adachi等人进一步发展了掺杂有机长余辉材料体系，获得一系列寿命大于1秒，量子效率大于10％的红、绿、蓝高效长余辉材料[J.AdvFunct Mater,2013,23(27):3386-3397]，但是该类材料的合成较为复杂。2016年，闫东鹏组利用对苯二甲酸与锌、镉等金属离子协调作用获得一系列不同寻常的室温有机-无机杂化配合物磷光材料[Chem Sci,2016,7(7):4519-4526]，但其重金属毒性及稳定性仍是需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种新型长余辉材料(Ph₄P)₂TiF₆及其制备方法，该新型长余辉材料不含重金属，且性能稳定。(Ph₄P)₂TiF₆三重态余辉时间较长，颜色明亮，肉眼清晰可见；该材料可以通过水热法制备，原位结晶，无需后处理，无需高温烧结，可适用工业上快速连续生产，适合推广应用。

本发明的另一目的在于提供所述方法制备得到的喷墨打印用墨水，墨水以水或者醇水混合溶剂为溶剂，环保无毒，适合推广应用。

为达到以上目的，本发明采的技术方案是：