CN108129505B - 一种铝有机配合物及其氧化石墨烯掺杂铝有机配合物的荧光材料 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种铝有机配合物及其氧化石墨烯掺杂铝有机配合物的荧光材料。该铝有机配合物的结构式如下。该发光材料制备方法中，以8‑羟基喹啉(HQ)为第一配体，1，10‑菲罗啉(Phen)为第二配体，铝离子充当一个连接体，形成一种铝有机配合物。再将其与氧化石墨烯结合，形成一种蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的发光材料。本发明的材料发光性能好且制备方法简单。
Description
技术领域：
本发明属于蓝光激发的荧光粉材料领域，具体为蓝光激发的氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物荧光材料及其制备方法。
背景技术
白光作为一种混合光，是根据三色原理红、绿、蓝，将三种色光进行合理的配比而实现。利用LED紫外光结合三种荧光粉实现的白光，发光效率低，对封装材料和被照物体产生损伤。但是，用LED蓝光芯片涂抹黄色荧光粉末调制的白光，发光效率比较高，制备工艺简单。因此，用蓝光激发的发光材料逐渐成为一种趋势。对于发光二极管来说，八羟基喹啉铝是其最典型的有机发光小分子。因为它具有优异的发光性能，如：发光强度高，发射光谱带宽以及发光效率高等特性。有学者已报道了，Al(Bpy)2q，该物质类似于八羟基喹啉铝的结构类似，仍然具有优异的发光性能，但是，这些物质的最佳激发波长是在紫外和近紫外条件下激发。因此，制备一种在蓝光下激发铝有机配合物的荧光材料是非常有意义的。
发明内容
本发明的目的是为了克服铝有机配合物的在紫外或近紫外激发的不足，提供了一种新型的蓝光激发，发光性能好且制备方法简单的氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的发光材料。该发光材料制备方法中，以8-羟基喹啉(HQ)为第一配体，1，10-菲罗啉(Phen)为第二配体，铝离子充当一个连接体，形成一种铝有机配合物。再将其与氧化石墨烯结合，形成一种蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的发光材料。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案：
一种铝有机配合物，该配合物的结构式为：
所述的铝有机配合物的制备方法，包括以下步骤：
将1,10-菲罗啉(Phen)溶液、铝盐溶液和8-羟基喹啉(HQ)溶液到加入反应器中，搅拌混合后，用氨水调节溶液的pH值为7-8，然后50-60℃加热、搅拌15-17h，静置2-3h，抽滤、洗涤后，真空干燥，即获得铝有机配合物；
其中，三种溶液的溶剂均为无水乙醇，摩尔比HQ：Phen：Al3+＝2:1:1；8-羟基喹啉溶液的浓度为0.1～0.4M，1,10-菲罗啉(Phen)溶液和铝盐溶液溶度均为0.05～0.2M；氨水的质量百分浓度为20～30％；
所述的铝盐具体为九水硝酸铝。
一种氧化石墨烯掺杂铝有机配合物的荧光材料，该发光材料的结构式如下：
所述的氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物发光材料的制备方法，包括如下步骤：
将1,10-菲罗啉(Phen)溶液、铝盐溶液和8-羟基喹啉(HQ)溶液到加入反应器中，搅拌后得到混合溶液，再向混合溶液滴加氧化石墨烯溶液；用氨水调节整个溶液的pH值为7-8，经50-60℃加热、搅拌15-17h，静置2-3h，抽滤、洗涤，真空干燥后，即获得氧化石墨烯掺杂铝有机配合物的荧光材料；
其中，三种溶液的溶剂均为无水乙醇，摩尔比HQ：Phen：Al3+＝2:1:1；8-羟基喹啉溶液的浓度为0.1～0.4M，1,10-菲罗啉(Phen)溶液和铝盐溶液溶度均为0.05～0.2M；体积比混合溶液：氧化石墨烯的上清液＝30:2～10；氨水的质量百分浓度为20～30％；
所述的氧化石墨烯的上清液的制备为：每100mL无水乙醇滴加0.05～0.2g的氧化石墨烯，超声分散后分散液静置2～4小时后的上清液；
所述的铝盐具体为九水硝酸铝。
本发明的有益效果是：
1)以8-羟基喹啉(HQ)为第一配体，1，10-菲罗啉(Phen)为第二配体，铝离子充当一个连接体，形成铝有机配合物。再将其与氧化石墨烯通过结合，形成一种蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的发光材料。在激发光谱中能看到加入氧化石墨烯使得最佳激发光谱发生了显著的红移，最佳激发光谱红移为蓝光(λ＝438nm),有很好的发光性能。
2)该发光材料易溶于一些有机溶剂(二氯亚砜、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺等)，荧光强度比较强，荧光寿命比较长(0.23ms),热稳定性高(450℃)，是一种很有价值的光学材料，可以应用在照明、生物传感，光学器件和有机电致发光等领域。
附图说明
图1为铝有机配合物的激发光谱图；
图2为铝有机配合物的发射光谱图；
图3为铝有机配合物的荧光寿命图；
图4为蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的激发光谱图；
图5为蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的发射光谱图；
图6为蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的荧光寿命图；
图7为氧化石墨烯、铝有机配合物和蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的红外图；
图8为氧化石墨烯、铝有机配合物和蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的X衍射粉末衍射图；
具体实施方式
为了更清楚的说明本发明，列举以下实施方式，但其对发明的范围无任何限制。
涉及的主要物质的结构式为：
(1)铝有机配合物的制备方法：
①，配置浓度分别为0.1mol/L的1,10-菲罗啉无水乙醇溶液、0.2mol/L的八羟基喹啉无水乙醇溶液。
②，将上述配置的10ml的1,10-菲罗啉的乙醇溶液和10ml浓度为0.1mol/L的Al(NO3)3乙醇溶液加入到100ml的单口烧瓶中，再将10ml的八羟基喹啉的乙醇溶液加入上述反应中，搅拌混合。
③，最后，用质量浓度为25％的浓氨水调Ph为7-8，保持温度在60℃反应17h。反应结束之后，静置3h.将产物利用无水乙醇洗涤5次。在50℃的真空烘箱干燥8h。即获得铝有机配合物；
所述的铝有机配合物的结构式如下：
(2)蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的制备方法
①，将0.1g氧化石墨通过超声的方法在100ml的无水乙醇中分散60min，所得分散液即为氧化石墨烯的分散液，静置3小时后，取溶液备用。
②，配置浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L的1,10-菲罗啉和八羟基喹啉无水乙醇溶液。
③，将上述配置的10ml的1,10-菲罗啉的乙醇溶液和10ml浓度为0.1mol/L的Al(NO3)3的乙醇溶液加入到100ml的单口烧瓶中，在分别将10ml的八羟基喹啉的无水乙醇溶液和5ml的氧化石墨烯的无水乙醇分散液加入上述反应中，搅拌混合。
④，最后，用浓度为25％的浓氨水调Ph为7-8，保持温度在60℃反应17h。反应结束之后，静置3h.将产物利用无水乙醇洗涤5次。在50℃的真空烘箱干燥8h.即获得蓝光激发氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的发光材料。
通过红外分析仪，X射线晶体衍射以及扫描电镜进行测定，利用荧光谱仪对该材料的荧光性能(如激发光谱、发射光谱以及荧光寿命)进行测定，利用热重分析对该材料的稳定性进行测定。
图1为铝有机配合物的激发谱图，该材料在500nm的检测波长下测得激发光谱；图2为铝有机配合物的发射谱图，该材料在398nm波长下激发得到的发射光谱；图3为铝有机配合物的寿命光谱图，该图说明了它的荧光寿命为0.21ms；图4为氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的激发谱图，该材料在500nm的检测波长下测得激发光谱；图5为氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的发射谱图，该材料在438nm波长下激发得到的发射光谱；图6为氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的寿命光谱图，该图说明了它的荧光寿命为0.23ms；图7,8为氧化石墨烯，铝有机配合物和氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物红外谱图和X衍射图，通过这两个谱图说明氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物被合成，同时，跟铝有机配合物相比，氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物激发光谱中能明显看到最佳激发光谱的红移，而在发射图中能很好的看到相同的发射峰，这也说明说明氧化石墨烯和铝有机配物进行了配位，使铝有机配合物的最佳的激发波长发生了红移。发光材料的结构式如下：
由上可知，本发明的实验条件温和，步骤简单，制备一种铝有机配合物，再与氧化石墨烯复合以实现一种蓝光激发的氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物发光材料的制备。本发明形成了氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物的荧光材料，氧化石墨烯掺杂会使得其最佳激发波长的红移、发光性能力好而且具有寿命长等特点，因此，其最佳的激发波长从近紫外红移到蓝光，并且该荧光材料具有更优异的发光性能，有望应用于照明，荧光成像，生物传感，有机电致发光等领域。
本发明未尽事宜为公知技术。
Claims (4)
1.一种铝有机配合物，其特征为该配合物的结构式为：
2.如权利要求1所述的铝有机配合物的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：
将1,10-菲罗啉溶液、铝盐溶液和8-羟基喹啉溶液到加入反应器中，搅拌混合后，用氨水调节溶液的pH值为7-8，然后50-60℃加热、搅拌15-17h，静置2-3h，抽滤、洗涤后，真空干燥，即获得铝有机配合物；
其中，三种溶液的溶剂均为无水乙醇，摩尔比HQ：Phen：Al3+＝2:1:1；8-羟基喹啉溶液的浓度为0.1～0.4M，1,10-菲罗啉溶液和铝盐溶液溶度均为0.05～0.2M；氨水的质量百分浓度为20～30％；所述的铝盐具体为九水硝酸铝。
3.一种氧化石墨烯掺杂铝有机配合物的荧光材料，其特征为该发光材料的结构式如下：
4.如权利要求3所述的氧化石墨烯掺杂的铝有机配合物发光材料的制备方法，其特征为包括如下步骤：
将1,10-菲罗啉溶液、铝盐溶液和8-羟基喹啉溶液到加入反应器中，搅拌后得到混合溶液，再向混合溶液滴加氧化石墨烯溶液；用氨水调节整个溶液的pH值为7-8，经50-60℃加热、搅拌15-17h，静置2-3h，抽滤、洗涤，真空干燥后，即获得氧化石墨烯掺杂铝有机配合物的荧光材料；
其中，三种溶液的溶剂均为无水乙醇，摩尔比HQ：Phen：Al3+＝2:1:1；8-羟基喹啉溶液的浓度为0.1～0.4M，1,10-菲罗啉溶液和铝盐溶液溶度均为0.05～0.2M；体积比混合溶液：氧化石墨烯溶液＝30:2～10；氨水的质量百分浓度为20～30％；
所述的氧化石墨烯溶液的制备为：每100mL无水乙醇滴加0.05～0.2g的氧化石墨烯，超声分散后分散液静置2～4小时后的上清液；
所述的铝盐具体为九水硝酸铝。
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