一种基于Cu₃(CN)₃NH₃晶体的新型强荧光材料及其制备方法

专利名称：一种基于Cu₃(CN)₃NH₃晶体的新型强荧光材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高效发光晶体材料及其制备方法，尤其是[Cu3(CN)3NH3]晶体发光材料及其制备方法。
背景技术：
高效发光材料，由于其较高的能量转化效率可以有效避免在低效率发光材料中存在的较高能量损耗，进而有效地提高能量利用效率，因此受到了越来越广泛的关注。光学晶体材料，由于其结晶特性较好，可以避免在非晶材料中存在的较强的无辐射驰豫效应，从而它们大大提高了发光效率。另外由于它们具有较稳定光物理和光化学的性质，能够在较宽的温度范围内保持稳定等特点，可以作为实用发光材料，因此正成为高效发光材料的一个研究热点。然而，由于绝大多数晶体发光材料都是通过高温提拉法或熔盐法制备得到的，所以其制备条件要求比较苛刻，且成本较高，还对环境造成一定的污染。因此，利用较为简便的制备方法和相对温和的实验条件来制备稳定且高效的晶体发光材料受到了大家的广泛关注。然而通过温和水/溶剂热法制备的晶体材料大多属于无机有机杂化材料，这种类型的材料容易在光照或受热条件下发生变化，并不具有实际应用价值。因此无机稳定的无机晶体材料是大家追求的主要目标。具有热稳定性和光稳定性的Cu3(CN)3NH3晶体就是一种在低温水热条件下制备得到的高效发光材料。

发明内容
本发明提出一种新型强荧光晶体材料的制备方法采用本发明制备的强荧光晶体材料的组分为Cu3 (CN) 3NH3。本发明采用如下制备工艺强荧光晶体材料Cu3(CN)3NH3的制备。室温下，将CuCN, 2, 5- 二 (4_苯腈)-1，3， 4-噁二唑，氨水和去离子水中加入到高压釜中，并在室温下搅拌得到混合均勻的溶液，并对得到的溶液进行热处理。热处理结束后，以较低的降温速率冷却到室温。冷却后，将溶液去掉，得到的沉淀用水洗涤多次后，得到黄色的块状晶体[Cu3(CN)3NH3]n。X射线单晶衍射表明制备出来的Cu3(CN)3NH3晶体为单晶结构。通过X射线粉末衍射证明得到的所有晶体均为二维层状结构。利用红外吸收谱证明了结构中存在的氰根基团。通过热重分析证明该材料可以在温度0到200摄氏度的范围内保持稳定，具有在较宽温度范围内应用的价值。在利用荧光灯照射下，可以实现较强的黄光发射。该材料激发带较宽，得到的为明亮的黄光，加上其制备成本低廉，因此具有实际应用价值。本发明制备的高效的材料Cu3 (CN) 3NH3晶体材料具有工艺简单，成本低，重复性好， 发光效率高，可以进行大批量生产等优点。本发明与国内外制备的的发光晶体材料相比，具有热稳定性高，光稳定性浩，发光效率高，是一种优良的新型高效发光晶体材料。


附图1 通过X-射线单晶衍射得到的[Cu3(CN)3NHJn晶体结构。附图2 : [Cu3(CN) 3NH3]n晶体的红外吸收谱。附图3 :[Cu3(CN)3NH3]n晶体的X-射线粉末衍射谱和通过单晶结构拟合得到的谱图。附图4 [Cu3(CN)3NH3Jn晶体的漫反射吸收谱。附图5 [Cu3 (CN)3NHJn晶体稀土的激发谱，发射谱；插图为样品在4-W手提紫外灯照射下的发光照片。附图6 [Cu3(CN)3NH丄晶体的热重曲线。
具体实施例方式实例1 (1)称取 200. Omg CuCN, 40. Omg 2，5- 二 (4-苯腈)-1,3,4-噁二 唑， lml25%氨水和Hml去离子水中加入到20ml的高压釜中，并在室温下搅拌证得到混合均与的溶液。将该混合溶液在180°C下加热72h，然后以3°C h—1的降温速率下冷却到室温。 得到的沉淀用水洗涤多次后，得到黄色的块状晶体。根据使用的CuCN计算得到其产率为 52. 5%。用4W的手提荧光照射可以看到明亮的黄色发光。(2)称取 300. Omg CuCN, 20. Omg 2，5_ 二 (4-苯腈)-1，3，4-噁二唑，IOml 25%氨水和2細1去离子水中加入到20ml的高压釜中，并在室温下搅拌1 得到混合均与的溶液。 将该混合溶液在80°C下加热120h，然后以2°C h-1的降温速率下冷却到室温。得到的沉淀用水洗涤多次后，得到黄色的块状晶体。根据使用的CuCN计算得到其产率为25.5%。用4W 的手提荧光照射可以看到明亮的黄色发光。(3)称取 100. Omg CuCN, 50. Omg 2，5-二 0-苯腈)-1，3，4-噁二唑，6ml 25%氨水和18ml去离子水中加入到20ml的高压釜中，并在室温下搅拌证得到混合均与的溶液。将该混合溶液在210°C下加热27h，然后以40°C r1的降温速率下冷却到室温。得到的沉淀用水洗涤多次后，得到黄色的块状晶体。根据使用的CuCN计算得到其产率为59%。用4W的手提荧光照射可以看到明亮的黄色发光。(4)称取 50. Omg CuCN, 150. Omg 2，5-二 0-苯腈)-1，3，4-噁二唑，8ml 25%氨水和6ml去离子水中加入到40ml的高压釜中，并在室温下搅拌几得到混合均与的溶液。将该混合溶液在100°C下加热然后以6°C h—1的降温速率下冷却到室温。得到的沉淀用水洗涤多次后，得到黄色的块状晶体。根据使用的CuCN计算得到其产率为35%。用4W的手提荧光照射可以看到明亮的黄色发光。
权利要求
1.一种制备基于Cu3(CN)3NH3晶体的新型强荧光材料的方法，其特征在于室温下， 将CuCN，2，5- 二(4-苯腈)-1，3，4_噁二唑，氨水和去离子水中加入到高压釜中，并在室温下搅拌得到混合均勻的溶液，并对得到的溶液进行热处理。热处理结束后，以较低的降温速率冷却到室温；冷却后，将溶液去掉，得到的沉淀用水洗涤多次后，得到黄色的块状晶体 Cu3 (CN) 3NH3。
2.如权利要求1所述的一种基于Cu3(CN) 3NH3晶体的新型强荧光材料的制备方法，其特征在于所述的混合溶液进行热处理，在50-230°C下保温。
3.如权利要求1所述的种基于Cu3(CN) 3NH3晶体的新型强荧光材料在固态激光，高效荧光粉，生物标记材料，平板显示器以及光敏探测元件等领域具有应用价值。
全文摘要
一种基于Cu3(CN)3NH3晶体的新型强荧光材料及其制备方法，涉及高效发光晶体材料制备。本发明制备的Cu3(CN)3NH3晶体材料的组分为[Cu3(CN)3NH3]n。利用2，5-二(4-苯腈)-1，3，4-噁二唑作为模板，通过温和的水热法制备出稳定且发光效率较高的Cu3(CN)3NH3晶体材料。通过X-射线单晶衍射，X-射线粉末衍射，红外吸收谱，热重曲线，激发谱，发射谱，吸收谱等，说明发光晶体材料的单晶特性，热稳定性，及其高效发光特性。得到的晶体材料在荧光灯照射下可以发出明亮的黄光。
文档编号C09K11/58GK102408117SQ20101028966
公开日2012年4月11日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者余荣民, 卢灿忠, 房贞兰 申请人:中国科学院福建物质结构研究所