[发明专利]一种锌基有机金属卤化物长余辉材料单晶和粉末的制备方法

说明书

本发明公开了一种锌基有机金属卤化物长余辉材料的结构及其粉末和单晶的制备方法。这种材料具有良好的长余辉发光性能，所述制备方法具有简单、无毒、原料价格低廉以及良好的稳定性等优点。合成的材料在室温下可以被低功率的白光所激发产生持续时间为40～120秒的超长余晖发射且余晖性能与所选原料、激发时间和激发功率有着重要关系。在消防安全、加密防伪以及生物成像等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

发明涉及发光材料的合成与应用领域，具体而言，涉及一种锌基有机金属卤化物长余辉材料及其单晶和粉末的制备方法和应用。

背景技术

长余辉发光是指材料在光的激发下可以长时间持续发光的现象。近几十年来，人们已经开发了一系列全无机和全有机长余辉材料应用于消防安全，应急照明，加密防伪以及生物成像等各行各业。然而，全无机长余辉材料的制备需要消耗高能量，且可加工性差，同时需要昂贵的稀土元素，这限制了其实际应用。而全有机长余辉材料通常存在氧气所导致的三重态猝灭的致命缺点，这不利于其大规模工业化生产。因此，设计合成结构简单、价格低廉、且对空气稳定的长寿命高效率长余辉材料依然是十分必要的。

有机金属卤化物是指一种在分子层面由金属卤化物和有机阳离子自组装而成的新型光电材料。由于其有机阳离子和金属的多重选择性所导致的光电性能差异已经在光电子器件领域表现出优异的性能。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种锌基有机金属卤化物长余辉材料单晶和粉末制备方法以及相关应用。

所述锌基有机金属卤化物单晶制备方法包括如下步骤：

1)10毫升玻璃样品瓶和聚四氟乙烯磁子的预处理：通过超声波浴(超纯水，二甲基甲酰胺，乙醇，超纯水)依次持续15分钟清洗，清洗完之后，将样品瓶和磁子放入80℃环境下干燥30分钟，备用，

2)卤化锌氢卤酸溶液的制备：将0.5毫摩尔至7毫摩尔的卤化锌加入样品瓶中，随后加入2毫升至6毫升氢卤酸，常温下搅拌10分钟得到澄清溶液。其中卤化锌包括但不限于氯化锌和溴化锌中的一种或几种，卤化锌的量优选为3毫摩尔。氢卤酸包括但不限于盐酸和氢溴酸中的一种或几种，氢卤酸的量优选为4毫升。其中盐酸浓度为36％-38％，氢溴酸浓度为48％。

3)有机配体溶液的制备：将0.15毫摩尔至1毫摩尔的4-苯基苄胺加入新的样品瓶中并加入1毫升至4毫升乙醇，或甲醇、或异丙醇、或丙酮，搅拌10分钟。4-苯基苄胺的量优选为0.3毫摩尔。溶剂优选为乙醇，且乙醇的量优选为4毫升。

4)保持步骤2)中溶液的搅拌并将步骤3)中制备的有机配体溶液缓慢加入到步骤2)中的溶液，加入完成后产生白色沉淀并搅拌反应20分钟。

5)将步骤4)中的混合溶液置于加热搅拌台上，加热搅拌到200℃至250℃，待沉淀完全溶解。加热温度优选为200℃。

6)将步骤5)中热的澄清溶液置于安静的环境中2小时自然冷却至室温，

7)将步骤6)中冷却析出的晶体抽滤，并用二氯甲烷洗涤三次，然后在60℃的烘箱中放置1小时，得到最终的锌基有机金属卤化物单晶。

所述锌基有机金属卤化物粉末制备方法包括如下步骤：

1)卤化锌前驱体溶液的制备：将0.5毫摩尔至7毫摩尔的卤化锌加入10毫升离心管中，加入1毫升至4毫升乙醇，或甲醇、或异丙醇、或丙酮，同时加入100微升至1000微升的氢卤酸后振荡5分钟至卤化锌完全溶解。其中卤化锌包括但不限于氯化锌和溴化锌中的一种或几种，卤化锌的量优选为3毫摩尔。溶剂优选为乙醇，且乙醇的量优选为2毫升。氢卤酸包括但不限于盐酸和氢溴酸中的一种或几种，氢卤酸的量优选为200微升。其中盐酸浓度为36％-38％，氢溴酸浓度为48％。