[发明专利]具有水热刺激响应且激发依赖的有机室温磷光薄膜材料及制备和应用

说明书

本发明属于室温磷光领域，具体涉及一种具有水热刺激响应且激发依赖特性的有机室温磷光薄膜材料及其制备和应用；薄膜材料包括PVA主链以及与所述的PVA主链结合的磷光生色团；所述的磷光生色团为3‑联苯硼酸、1‑萘硼酸和1‑芘硼酸的混合物，其中，3‑联苯硼酸、1‑萘硼酸、1‑芘硼酸以及PVA主链的质量比为1‑10:1‑10:5‑10；硼酸混合物与PVA主链的质量比4‑32：480‑1500。本申请采用三种芳香硼酸与PVA主链进行结合，这三种芳香硼酸在低温下都具有较好的磷光性质且具有不同的π‑共轭度，可以通过热和水的外界刺激来控制室温磷光性质可以实现了对余辉颜色的调节。

技术领域

本发明属于室温磷光领域，具体涉及一种具有水热刺激响应且激发依赖特性的有机室温磷光薄膜材料及其制备和应用。

背景技术

有机室温磷光(RTP)是近几年被广泛关注的一种发光现象。该类材料具有低毒性，长的发射寿命和大的斯托克斯位移等优势。因此，在过去几年中受到极大的关注。尤其，与短寿命的荧光材料相比，肉眼观察到的长寿命的室温磷光材料使它们更有利于在外部刺激下进行监测，这更有利于其作为刺激响应材料的发展。尽管如此，刺激响应室温磷光材料的探索仍处于初步阶段，主要是因为室温磷光发射倾向于在晶体状态下实现，晶体的重复性差和溶液加工性差等缺点极大地限制了其应用。例如，一些材料如Wang Zhang Yuan等报道的纯有机室温磷光材料，其刺激响应特性主要依赖于晶体结构(Adv.Mater.2015,27,6195–6201)。另一些材料，如Zhenguo Chi等报道的纯有机室温磷光材料，通过重原子和带有孤对电子的有机部分的强自旋轨道耦合来提高隙间窜跃速率，从而产生有效的磷光但是很难同时控制刺激响应的位点，所以没有刺激响应的特性(Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,2181–2185)。为了克服这些缺点，人们发现了通常会提供刚性环境的无定形室温磷光体系。尤其，由于聚合物具有较好的成膜能力，将有机小分子掺杂到刚性聚合物中这种策略更具吸引力。目前如何实现响应外部刺激响应并且激发依赖的室温磷光仍然是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种具有水热刺激响应且激发依赖特性的有机室温磷光薄膜材料及其制备和应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多磷光生色团的薄膜材料，包括PVA主链以及与所述的PVA主链结合的磷光生色团；所述的磷光生色团为3-联苯硼酸、1-萘硼酸和1-芘硼酸的混合物，其中，3-联苯硼酸、1-萘硼酸、1-芘硼酸以及PVA主链的质量比为1-10:1-10:5-10；硼酸混合物与PVA主链的质量比4-32：480-1500。

3-联苯硼酸、1-萘硼酸、1-芘硼酸的质量比为1:1:5。

硼酸混合物与PVA主链的质量比为7:480。

本发明还包括一种所述的薄膜材料的制备方法，包括下述步骤：

S1、将3-联苯硼酸、1-萘硼酸和1-芘硼酸按照比例放入装有水的容器中并超声使其分散，使混合硼酸的混合液的最终浓度为1-8g/L；

S2、将聚乙烯醇PVA放入装有水的容器中并加热到65-90℃搅拌使其完全溶解，使其浓度为160-500g/L冷却至室温，得到聚乙烯醇水溶液；

S3、将步骤S1得到的混合硼酸水溶液和步骤S2得到的聚乙烯醇水溶液按照混合硼酸与聚乙烯醇的质量之比为(4-32)：(480-1500)进行混合，随后加入氨水，氨水与聚乙烯醇的体积质量比为：0.5-5ML：0.48-1.5g；将混合物在65-90℃搅拌10-30min使其充分反应；取反应后的水溶液，滴于盖玻片上；然后，在65-90℃下加热盖玻片直到水分全部蒸发，冷却至室温分别得到含有混合硼酸的聚合物膜。