发光聚乙烯醇材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种发光聚乙烯醇材料及其制备方法，包括以下步骤：将聚乙烯醇、醛酸和铕元素离子化合物溶于溶剂中，并调节酸碱度至中性或碱性，然后于60～140℃水热溶剂热合成反应0.5～24小时，干燥后即得所述发光聚乙烯醇材料。本发明专利技术通过水热溶剂热方式使部分铕离子的价态发生转变，结合具有双官能团的醛酸同时把不同价态的铕离子键合到聚乙烯醇分子上，从而获得发光颜色可调的发光聚乙烯醇材料，且克服了单纯物理混合的不良影响，铕离子与聚乙烯醇的相容性很好，所得发光聚乙烯醇材料亮度高，具有良好的透光性和优秀的力学性能，这种发光可调的发光聚乙烯醇材料在装饰、防伪、照明以及显示方面具有重要应用价值。

Luminescent polyvinyl alcohol materials and their preparation methods

The present invention relates to a luminescent polyvinyl alcohol material and its preparation method, including the following steps: to dissolve the polyvinyl alcohol, aldose and europium element ionic compounds in the solvent, and adjust the pH to neutral or alkaline, and then at 60~140 degrees centigrade hydrothermal solvent heat synthesis reaction 0.5 to 24, after drying, the luminescent polyvinyl alcohol is obtained. Material Science. The invention changes the valence state of some europium ions by hydrothermal solvent heat, combined with the aldose with bifunctional group and combined different valence europium ions together to the polyvinyl alcohol molecule, so as to obtain luminescent polyvinyl alcohol material with adjustable luminescence color, and overcome the adverse effects of pure physical mixing, europium ions and ions. The compatibility of polyvinyl alcohol is very good. The luminescent polyvinyl alcohol material has high luminance, good light transmittance and excellent mechanical properties. The luminescent PVA material has important application value in decoration, anti-counterfeit, lighting and display.

【技术实现步骤摘要】
发光聚乙烯醇材料及其制备方法
本专利技术涉及发光材料领域，特别是涉及一种发光聚乙烯醇材料及其制备方法。
技术介绍
聚乙烯醇(PVA)作为一种可自然降解的环境友好型高分子材料，具有较好的水溶性、黏结性、柔韧性、耐油性、气体阻隔性和耐磨性等优点，以聚乙烯醇为基础原料生产的系列聚乙烯醇合成材料在纺织、食品、医药、建筑、造纸、印刷等领域有广泛的应用前景。当聚乙烯醇材料具备发光性能时，将进一步提升其在应用领域的作用，例如发光聚乙烯醇材料是理想的功能型装饰材料，也是重要的防伪材料。但目前的发光聚乙烯醇材料的发光颜色不具有可调性，在一定程度上限制了其应用的范围。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种发光颜色具有可调性的发光聚乙烯醇材料。一种发光聚乙烯醇材料的制备方法，包括以下步骤：将聚乙烯醇、醛酸和铕元素离子化合物溶于溶剂中，并调节酸碱度至中性或碱性，然后于60～140℃水热溶剂热合成反应0.5～24小时，干燥后即得所述发光聚乙烯醇材料。在其中一个实施例中，所述水热溶剂热合成的反应温度为80～120℃，反应时间为10～14小时。在其中一个实施例中，所述醛酸与所述聚乙烯醇的质量比为1:1～6。在其中一个实施例中，所述铕元素离子化合物与所述醛酸的摩尔比为1:5～500。在其中一个实施例中，所述醛酸为乙醛酸、丙醛酸、丁醛酸、戊醛酸和己醛酸中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述铕元素离子化合物为三价铕离子的碳酸盐、氧化物、硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐和螯合物中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述铕元素离子化合物为Eu(NO3)3。在其中一个实施例中，所述溶剂为水、乙醇、乙醚和二甲基亚砜中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述调节酸碱度的具体方法为加入氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种。本专利技术还提供了一种根据所述发光聚乙烯醇材料的制备方法制备得到的发光聚乙烯醇材料。本专利技术通过水热溶剂热方式使部分铕离子的价态发生转变，结合具有双官能团的醛酸同时把不同价态的铕离子键合到聚乙烯醇分子上，从而获得发光颜色可调且发光性能较好、力学性能较高的发光聚乙烯醇材料，拓宽了聚乙烯醇材料的应用领域。在水热溶剂热的环境气氛下，反应物反应性能的改变、活性的提高可促进低价态、中间价态或特殊价态化合物的生成，并能均匀地进行掺杂，因而可使部分铕离子的价态发生转变，而醛酸同时具有醛基和羧基两种官能团，其中醛基能够和聚乙烯醇的羟基发生化学反应生成稳定的聚乙烯醇缩醛物，铕离子可以很好地与醛酸的羧基发生配位反应。如此，即可很好地把不同价态的铕离子引入到聚乙烯醇的分子上去，获得发光颜色可调的发光聚乙烯醇材料，且克服了单纯物理混合的不良影响，铕离子与聚乙烯醇的相容性很好，所得发光聚乙烯醇材料亮度高，具有良好的透光性和优秀的力学性能，在装饰、防伪、照明以及显示方面具有重要应用价值。且本专利技术的制备方法可通过改变反应参数如水热溶剂热的反应温度、反应时间和原料配比，以有效地调节Eu2+和Eu3+的相对数量，从而实现材料发光颜色在蓝光、白光到红光范围内的调控。附图说明图1为实施例3的发光聚乙烯醇材料的X射线粉末衍射谱；图2为实施例3的发光聚乙烯醇材料的归一化发射光谱和激发光谱；图3为实施例1～4的发光聚乙烯醇材料在254nm紫外线激发下的归一化发射光谱；图4为实施例1～4的发光聚乙烯醇材料在254nm紫外线激发下发射光谱的色坐标；图5为对比例1的发光聚乙烯醇材料在254nm紫外线激发下的发射光谱。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术一实施方式的发光聚乙烯醇材料的制备方法，包括以下步骤：将聚乙烯醇、醛酸和铕元素离子化合物溶于溶剂中，并调节酸碱度至中性或碱性，然后于60～140℃水热溶剂热合成反应0.5～24小时，干燥后即得发光聚乙烯醇材料。水热溶剂热合成是指在一定温度和压力条件下，反应物于水或其他溶剂中所进行的合成，反应一般是在密闭容器或高压釜中进行，反应处于亚临界或超临界条件。此时水或其他溶剂的反应活性提高，物质在溶剂中的物理性质和化学性能也有很大改变，有助于具有新颖结构的亚稳态物质生成。本专利技术通过水热溶剂热方式使部分铕离子的价态发生转变，结合具有双官能团的醛酸同时把不同价态的铕离子键合到聚乙烯醇分子上，从而获得发光颜色可调且发光性能较好、力学性能较高的发光聚乙烯醇材料，拓宽了聚乙烯醇材料的应用领域。在水热溶剂热的环境气氛下，反应物反应性能的改变、活性的提高可促进低价态、中间价态或特殊价态化合物的生成，并能均匀地进行掺杂，因而可使部分铕离子的价态发生转变，而醛酸同时具有醛基和羧基两种官能团，其中醛基能够和聚乙烯醇的羟基发生化学反应生成稳定的聚乙烯醇缩醛物，铕离子可以很好地与醛酸的羧基发生配位反应。如此，即可很好地把不同价态的铕离子引入到聚乙烯醇的分子上去，获得发光颜色可调的发光聚乙烯醇材料，且克服了单纯物理混合的不良影响，铕离子与聚乙烯醇的相容性很好，所得发光聚乙烯醇材料亮度高，具有良好的透光性和优秀的力学性能，在装饰、防伪、照明以及显示方面具有重要应用价值。且本专利技术的制备方法可通过改变反应参数如水热溶剂热的反应温度、反应时间和原料配比，以有效地调节Eu2+和Eu3+的相对数量，从而实现材料发光颜色在蓝光、白光到红光范围内的调控。在一个实施例中，水热溶剂热合成的反应温度为80～120℃，反应时间为10～14小时，填充度为60％～85％。在一个实施例中，醛酸与聚乙烯醇的质量比为1:1～6。在一个实施例中，铕元素离子化合物与醛酸的摩尔比为1:5～500。优选地，铕元素离子化合物与醛酸的摩尔比为1:10～50。如此，可方便地通过改变反应参数如反应温度、反应时间和铕元素离子化合物等物质的配比，实现发光聚乙烯醇材料的发光颜色在蓝光、白光和红光范围内的有效调控，并保持良好的透光性和力学性能。可选地，醛酸为乙醛酸、丙醛酸、丁醛酸、戊醛酸和己醛酸中的一种或多种。可选地，铕元素离子化合物为三价铕离子的碳酸盐、氧化物、硝酸盐、硫酸盐、盐酸盐、磷酸盐和螯合物中的一种或多种，可以理解，非铕元素单质即可，根据需要可选择不同形式的铕元素离子化合物。优选地，铕元素离子化合物为Eu(NO3)3。在一个实施例中，溶剂为水、乙醇、乙醚和二甲基亚砜中的一种或多种，可以理解，不限于此，可根据需要选择合适的溶剂。在一个实施例中，调节酸碱度的具体方法为加入氨水、氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或多种，可以理解，不限于此，也可选择其他方法来调节酸碱度。优选地，酸碱度调节至pH为7～9。以下为具体实施例。实施例1称取3g聚乙烯醇加入到17g水中，于90℃水浴搅拌1.5小时，得到质量分数为15％的聚乙烯醇溶液，用水作溶剂分别配制浓度为0.5mol/L的Eu(NO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚乙烯醇、醛酸和铕元素离子化合物溶于溶剂中，并调节酸碱度至中性或碱性，然后于60～140℃水热溶剂热合成反应0.5～24小时，干燥后即得所述发光聚乙烯醇材料。

【技术特征摘要】
1.一种发光聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚乙烯醇、醛酸和铕元素离子化合物溶于溶剂中，并调节酸碱度至中性或碱性，然后于60～140℃水热溶剂热合成反应0.5～24小时，干燥后即得所述发光聚乙烯醇材料。2.根据权利要求1所述的发光聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，所述水热溶剂热合成的反应温度为80～120℃，反应时间为8～16小时。3.根据权利要求1所述的发光聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，所述醛酸与所述聚乙烯醇的质量比为1:1～6。4.根据权利要求1所述的发光聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，所述铕元素离子化合物与所述醛酸的摩尔比为1:5～500。5.根据权利要求1所述的发光聚乙烯醇材料的制备方法，其特征在于，所述醛酸为乙醛酸、丙醛酸、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈万平，祁传润，李玲玲，周阿红，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43