專利名稱：具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于發(fā)光薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
稀土多金屬氧酸鹽在催化領(lǐng)域、生物學(xué)、電極、藥物以及發(fā)光材料科學(xué)等領(lǐng)域均具有實(shí)際或潛在應(yīng)用。其中，分子式為Na9EuWltlO36.ηΗ20的多酸是目前已知的熒光量子產(chǎn)率最高、熒光壽命最長的具有尖銳線狀發(fā)射光譜的多酸，在陰極射線管、光質(zhì)發(fā)光、電致發(fā)光及場發(fā)射顯示器件中具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。但是由于Na9EuWltlO36.ηΗ20具有大量結(jié)晶溶劑水分子，而且易溶于水，不適宜用來直接制備發(fā)光器件。目前克服這個(gè)問題的方法大多是將它在基底表面制備成膜，其中制備成膜主要是在分子級(jí)別通過層接層技術(shù)，LB膜技術(shù)及旋涂等方法，獲得的薄膜常為單分子層或多個(gè)分子層，可以較好地控制層內(nèi)分子排布。但是由于這些方法是在分子級(jí)層面上進(jìn)行薄膜的制備，制備過程中經(jīng)常會(huì)由于不可避免的缺陷導(dǎo)致薄膜有序性喪失，很難制備出厚度達(dá)到微米級(jí)的優(yōu)質(zhì)發(fā)光薄膜，因此依然不能滿足發(fā)光薄膜對厚度以及薄膜質(zhì)量等的實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù) 方案是，首先利用多酸Na9EuWltlO36.ηΗ20與直徑大的一價(jià)抗衡陽離子Ag+作用產(chǎn)生溶解度極低的多酸難溶鹽Ag9EuWltlO36微納米晶體。這些微納米晶體具有均一的尺寸及六邊形形貌，具有明確的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、極低的溶解性，高的熒光壽命，高的發(fā)光效率及高的量子產(chǎn)率等特點(diǎn)。然后將得到的這些多酸微納米晶體作為基本模塊，在涂覆有聚電解質(zhì)的固體基底表面進(jìn)行磨擦、按壓，給予微納米晶體與聚電解質(zhì)足夠大的作用力，使微納米晶體最終在涂覆有聚電解質(zhì)的固體基底表面組裝成具有一定厚度的具有晶面取向性的稀土多酸微納米晶體熒光薄膜。本發(fā)明的具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜的制備步驟如下:(I)多酸微納米晶體的制備:分別配制0.0001-0.025mol/L的稀土多酸溶液和
0.0009-0.225mol/L的硝酸銀溶液，20-75 °C的環(huán)境中，按稀土多酸和硝酸銀的摩爾比為(1:20)-(1:3)的比例將硝酸銀溶液緩慢滴入劇烈攪拌的稀土多酸溶液中，離心分離，得到的產(chǎn)物為具有六邊形形貌的多酸微納米晶體Ag9EuWltlO36 ；(2)具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜的制備:先配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.1%_5%的聚電解質(zhì)溶液；將配制好的聚電解質(zhì)溶液旋涂至固體基底表面；然后將步驟(I)制備的多酸微納米晶體放到旋涂了聚電解質(zhì)的固體基底表面，經(jīng)磨擦、按壓，制備得到具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜。所述的稀土多酸的化學(xué)式為Na9EuWltlO36.ηΗ20, n=l_32。
所述的聚電解質(zhì)為分子量為20000-55000的聚乙烯亞胺，分子量為1000-1750的聚乙烯醇，分子量為1000-2000的聚氧乙烯，殼聚糖中的一種或者幾種。所述的固體基底為玻璃片、石英片、硅片、ITO玻璃片、⑶盤或金屬表面。將上述制備的具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜應(yīng)用于平面顯示、平面照明、紫外線發(fā)光二極管或防偽標(biāo)志。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:以不溶于水、內(nèi)部結(jié)構(gòu)明確、具有高的突光壽命和發(fā)光效率的多酸稀土微納米晶體作為建筑模塊可以組裝得到具有一定厚度的具有晶面趨向性的發(fā)光薄膜，本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)了稀土多酸微納米晶體的有序組裝。本發(fā)明制備得到的薄膜具有晶面取向性且表面均勻、致密無開裂，薄膜制備過程及工藝設(shè)備簡單，原料易得，反應(yīng)條件溫和，成本低且無毒。


圖1是實(shí)施例1制備的多酸微納米晶體的掃描電鏡圖。圖2是實(shí)施例1制備的具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜的掃描電鏡圖。圖3是實(shí)施例1制備的具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜(a)和多酸微納米晶體(b)的XRD譜圖。圖4是實(shí)施例1制備的具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜的熒光發(fā)射光譜圖。圖5是實(shí)施例1制備的具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜在VV和VH模式下的偏振熒光譜圖以及熒光各向異性圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1(I)多酸微納米晶體的制備:分別配制0.005mol/L的Na9EuWltlO36.32Η20溶液20ml和0.045mol/L的硝酸銀溶液20ml，75°C油浴條件下，將硝酸銀溶液緩慢滴加入劇烈攪拌的Na9EuWltlO36.32H20溶液中，離心分離，得到的產(chǎn)物為具有六邊形形貌的多酸微納米晶體Ag9Euff10O36 ；(2)具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜的制備:先配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的分子量為55000的聚乙烯亞胺溶液；將配制好的聚乙烯亞胺溶液旋涂(2000rpm，Imin )至表面潔凈的玻璃片表面，玻璃片面積24X 24mm2，厚度為2mm;然后將步驟(I)制備的多酸微納米晶體放到旋涂了聚乙烯亞胺的玻璃片表面，經(jīng)磨擦、按壓60s，制備得到具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜。步驟(2)中的摩擦過程，在多酸微納米晶體覆蓋的玻璃片表面用力擠壓，這才能提供足夠的能量使多酸微納米晶體與聚乙烯亞胺薄膜之間形成氫鍵；將初步制備的多酸微納米晶體層表面進(jìn)行摩擦，以去除通過物理附著而粘附在上面的晶體。上述得到的具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜，其熒光偏振指數(shù)r達(dá)到0.21，熒光壽命2.7ms,絕對熒光量子產(chǎn)率83.5% 。實(shí)施例2
(I)多酸微納米晶體的制備:分別配制0.010mol/L的Na9EuWltlO36.32Η20溶液20ml和0.090mol/L的硝酸銀溶液20ml，75°C油浴條件下，將硝酸銀溶液緩慢滴入(40min)劇烈攪拌(550rpm)的Na9EuWltlO36.32H20溶液中，離心分離，得到的產(chǎn)物為具有六邊形形貌的多酸微納米晶體Ag9EuWltlO36 ；(2)具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜的制備:先配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的分子量為55000的聚乙烯亞胺溶液；將配制好的聚乙烯亞胺溶液Iml旋涂(2500rpm，Imin )至ITO玻璃(18 X 18mm2)表面；然后將步驟(I)制備的多酸微納米晶體放到旋涂了聚乙烯亞胺的ITO玻璃面，經(jīng)磨擦、按壓 40s，制備得到具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜。
權(quán)利要求
1.一種具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜的制備方法，其特征在于，其具體制備步驟如下: (1)多酸微納米晶體的制備:分別配制0.0001-0.025mol/L的稀土多酸溶液和0.0009-0.225mol/L的硝酸銀溶液，20-75 °C的環(huán)境中，按稀土多酸和硝酸銀的摩爾比為(1:20)-(1:3)的比例將硝酸銀溶液緩慢滴入劇烈攪拌的稀土多酸溶液中，離心分離，得到的產(chǎn)物為具有六邊形形貌的多酸微納米晶體Ag9EuWltlO36 ； (2)具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜的制備:先配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%-5%的聚電解質(zhì)溶液；將配制好的聚電解質(zhì)溶液旋涂至固體基底表面；然后將步驟(I)制備的多酸微納米晶體放到旋涂了聚電解質(zhì)的固體基底表面，經(jīng)磨擦、按壓，制備得到具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的稀土多酸的化學(xué)式為Na9EuW10O36.ηΗ20，n=l_320
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的聚電解質(zhì)為分子量為20000-55000的聚乙烯亞胺，分子量為1000-1750的聚乙烯醇，分子量為1000-2000的聚氧乙烯，殼聚糖中的一種或者幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述的固體基底為玻璃片、石英片、硅片、ITO玻璃片、⑶盤或金屬表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的方法制備得到的具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜在平面顯示、平面照明、`紫外線發(fā)光二極管或防偽標(biāo)志中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于發(fā)光薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域的一種具有晶面取向性的多酸微納米晶體熒光薄膜及其制備方法。本發(fā)明首先利用多酸Na9EuW10O36·nH2O與直徑大的一價(jià)抗衡陽離子Ag+作用產(chǎn)生溶解度極低的多酸難溶鹽Ag9EuW10O36微納米晶體。這些微納米晶體具有均一的尺寸及六邊形形貌，具有明確的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、極低的溶解性，高的熒光壽命，高的發(fā)光效率及高的量子產(chǎn)率等特點(diǎn)。然后將得到的這些多酸微納米晶體作為基本模塊，在涂覆有聚電解質(zhì)的固體基底進(jìn)行磨擦、按壓，使微納米晶體最終在涂覆有聚電解質(zhì)的固體基底表面組裝成具有一定厚度的具有晶面取向性的稀土多酸微納米晶體熒光薄膜。本發(fā)明首次實(shí)現(xiàn)了稀土多酸微納米晶體的有序組裝。
文檔編號(hào)C09K11/78GK103242837SQ201310193439
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月23日
發(fā)明者周云山, 張銳, 張立娟 申請人:北京化工大學(xué)