[发明专利]一种磷光碳点-金属有机框架复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种磷光碳点‑金属有机框架复合材料及其制备方法及应用。本发明目的在于提供一种更加适用于防伪技术领域的磷光材料，需要在室温条件得到肉眼可见的磷光信号。基于该技术目的，本发明研究提供了一种磷光碳化聚合物点，所述磷光碳化聚合物点在紫外光激发下发射波长为450～480nm的荧光发射峰和波长为520～550nm的磷光峰，且荧光量子产率较高，磷光寿命超长。本发明的碳化聚合物点在室温空气环境下受紫外光激发能够发射出明亮的蓝光，且在紫外光激发后，还能够发射出肉眼可辨、超长寿命的绿色磷光。该碳化聚合物点材料制备工艺简单，易于生产，具有简便、快速、无金属、寿命长、经济有效、低毒等优点。

技术领域

本发明属于磷光材料及信息加密技术领域，具体涉及一种磷光碳点-金属有机框架复合材料及其制备方法及应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

四维加密材料包括有机室温磷光材料，相比无机室温磷光材料，具有着毒性低、成本低、制备过程简单、光稳定性好等优势，但在合成过程中比较复杂，并且光稳定性不好，而且受环境影响比较大，且碳点磷光颜色主要局限于绿、黄，难以进行拓展。一般状态下，碳点的三重激发态大都通过分子的振动，转动等非辐射跃迁的形式耗散掉，材料难以实现余辉发射。

本发明利用主客体的协同作用，MOF作为主体基质材料，CDs作为客体发光材料，来抑制三重态激子的非辐射跃迁，从而减少三重态激子的失活。同时，可以利用MOF的重原子效应，MOF的金属离子Zn2+可以有效促进CDs的自旋轨道耦合过程。将不同CDs与MOF材料进行复合，从而实现其宽范围余辉寿命、全色磷光的独特磷光性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种更加适用于多重防伪领域的多色及宽范围寿命的磷光复合材料，在室温条件得到肉眼可见的多色磷光信号。本发明提供了一种具有宽范围寿命以及多色的磷光碳点-金属有机框架复合材料，该磷光碳点-金属有机框架复合材料具有简便、快速、宽范围寿命、多色，经济有效、低毒等优点。

本发明提供以下技术方案：

本发明第一方面，提供一种磷光碳点-金属有机框架复合材料，其由不同的碳点与金属有机框架材料进行复合得到，其中所述碳点的粒径分布范围为0.6～4.8nm；所述碳点受紫外光激发时，产生波长为430～520nm的荧光发射峰和波长为470～632nm的磷光峰。

其中，不同的碳点分别以B-CDs、G-CDs、Y-CDs、O-CDs、R-CDs命名；B-CDs以丙二胺作为碳源前驱体，磷酸和硼酸作为催化剂和交联剂；G-CDs以柠檬酸作为碳源前驱体，柠檬酸氢二胺作为N源前驱体；Y-CDs以柠檬酸作为碳源前驱体，乙二胺作为N源前驱体；O-CDs以柠檬酸作为碳源前驱体，尿素作为N源前驱体；R-CDs以邻苯二胺作为碳源前驱体，尿素作为N源前驱体。

本发明提供的多色及宽寿命的磷光碳点-金属有机框架复合材料，在紫外光激发下发射波长为430～520nm的荧光发射峰和波长为470～632nm的磷光峰，磷光衰减寿命最高可达1.1s，实现了不同颜色的磷光寿命由67ms-1.1s的可调谐调控，颜色由磷光肉眼可分辨时间从0.5s的红色到9s的蓝色的，这意味着本发明提供的磷光碳点-金属有机框架复合材料是一种在接收紫外光激发后能够产生长余晖的材料。并且该材料能够在室温空气环境下受紫外光激发能够发射出不同程度的蓝光和绿光，且在紫外光激发后，还能够发射出肉眼可辨、宽范围寿命的蓝色、绿色、黄色、橙色、红色磷光。基于该材料的上述特性，所述磷光碳点-金属有机框架复合材料在光电器件、有机物测定、生物成像及防伪加密领域都具有良好的应用前景。

本发明第二方面，还提供所述磷光碳点-金属有机框架复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：分别制备五种不同种类的碳点材料；制备磷光碳点-金属有机框架复合材料。