一种荧光材料及其制备方法和包含它的多维度刺激响应型荧光油墨技术

本发明专利技术公开了一种荧光材料及其制备方法和包含它的多维度刺激响应型荧光油墨。该荧光材料包括碳量子点和稀土金属配合物，所述稀土金属配合物选自铕配合物和铽配合物中的一种或多种。本发明专利技术通过超分子自组装的思路在碳量子点表面通过配位作用与稀土配合物结合起来制成新型的荧光材料，该荧光材料同时具备了碳量子点优异的稳定性和稀土配合物优异的发光性能，使得制备得到的荧光油墨具备良好的荧光性质和稳定性。本发明专利技术的荧光油墨相对于其他的防伪级别高的荧光油墨，制备工艺简单、成本低、具有很好的应用前景。具有很好的应用前景。具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光材料及其制备方法和包含它的多维度刺激响应型荧光油墨


[0001]本专利技术属于荧光防伪油墨领域，具体涉及一种荧光材料、其制备方法和包含所述荧光材料的多维度刺激响应型荧光油墨。

技术介绍

[0002]刺激响应型材料是受到外界额外的刺激如温度、机械力、压力、PH等影响时会出现相应荧光状态的变化，因此在过去的十多年里，很多研究者致力于去研究刺激响应材料来提高数据安全性和信息存储能力，进一步地，将荧光寿命和荧光颜色同时协同进行多维度信息的加密，不仅可以极大的提升信息存储容量，而且可以进一步提高信息安全性，但由于制备过程复杂，成本高，很多的材料都只能停留在基础研究阶段未能在实际生活中得到应用。
[0003]光敏油墨是指在光的照射下能发出肉眼可见的可见光的荧光油墨，这里的光主要指的是紫外光、红外光和太阳光，因此现有光敏油墨可分为紫外荧光油墨、红外防伪油墨、日光激发变色油墨。光敏油墨发展由来已久，因此技术已经相当成熟，市面上已经出现很多光敏油墨的产品，但一般是单一荧光或者防伪级别较低的，因此很容易被模仿。正因为光敏油墨的普遍性和使用的广泛性使它的防伪能力降低，越来越多的不法商家也可以伪造正品商家防伪标签以获取暴利，因此急需开发出防伪级别高，具备更强大的信息存储能力的荧光油墨。在制备荧光油墨时通过加入具有多功能性的荧光材料可以很大程度上提高防伪油墨的防伪能力，是未来开发级别高的防伪油墨的一个重要考虑方向。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述问题和缺陷，本专利技术提供了一种新型的荧光材料、其制备方法以及包含该荧光材料的多维度刺激响应的荧光油墨。本专利技术提供的荧光油墨在受到外界的刺激后不仅荧光颜色会出现变化，而且在荧光寿命上也会出现相应的变化，因此可以在荧光颜色和荧光寿命上协同对信息进行加密，即实现空间和时间上的多维度信息存储，很大程度上提高了防伪的级别。
[0005]为了达到上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种荧光材料，其包括碳量子点和稀土金属配合物，所述稀土金属配合物选自铕配合物和/或铽配合物。
[0006]根据本专利技术的一些实施方式，所述碳源包括柠檬酸、水杨酸和苹果酸中的一种或多种。
[0007]根据本专利技术的一些实施方式，所述氮源为尿素、草酰胺、氨水和碳酸氢铵中的一种或多种。
[0008]根据本专利技术的一些实施方式，所述稀土金属配合物选自稀土金属盐和有机配体形成配合物，其中所述稀土金属盐选自铕盐和/或铽盐。
[0009]根据本专利技术的一些实施方式，所述有机配体是对酸碱气氛有响应的配体，进一步
地有机配体选自β-二酮配体，优选地，所述有机配体选自式I所示的化合物：N-(2-甲基吡啶)-苯甲酰乙酰胺、1-(9-(2-(二甲基氨基)乙基)-9H-咔唑-3-基)-4,4,4-三氟丁烷-1,3-二酮、2-噻吩甲酰三氟丙酮、二苯甲酰甲烷中的一种或多种。
[0010][0011]式I中，R1选自C1-C5烷基、卤素、卤素取代的C1-C5烷基和苯基，R2选自含氮、氧或硫的杂芳基，优选自如下取代基：
[0012]。
[0013]根据本专利技术的一些实施方式，碳量子点与稀土金属配合物的比例为10-1000mg碳量子点/mmol稀土金属配合物，优选20-200mg碳量子点/mmol稀土金属配合物。
[0014]在第二方面，本专利技术还提供了上述荧光材料的制备方法，其包括将碳量子点与稀土金属盐在有机溶剂中进行第一反应；将有机配体加入到第一反应后的混合物中，进行第二反应；将第二反应后的产物进行分离，得到固体产物。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，碳量子点的质量为10-30mg，稀土金属盐为0.1-0.3mmol，有机配体为0.3-0.8mmol。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二反应和所述第二反应的时间均为3-6小时，
温度均为15-35℃。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述有机溶剂为乙醇。
[0018]在第三方面，本专利技术还提供了一种多维度刺激响应型荧光油墨，其包括：本专利技术第一方面所述的荧光材料和光油。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，优选地，所述荧光材料与所述光油的质量体积比为(0.2-6)：1，优选为(1-6)：1，所述质量体积比的单位为mg/mL。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述光油包括有机溶剂、高分子树脂和助剂，优选地，所述光油包括有机溶剂50-75重量份、高分子树脂25-35重量份和助剂0.2-2重量份。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述有机溶剂选自乙醇、丙醇和正丁醇中的一种或者几种，优选地，所述有机溶剂由乙醇和正丁醇组成。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述高分子树脂为聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、酮醛树脂和丙烯酸树脂中的一种或者几种。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述助剂为催干剂、减粘剂、增塑剂、消泡剂、抗氧化剂和表面活性剂中的一种或者几种。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，本专利技术所述的荧光油墨可以通过包括如下步骤方法制备：
[0025]步骤1：在烧杯中加入一定质量比例的柠檬酸和尿素(质量比为1:1、2:1或者1:2)，随后加入7-15mL高纯水搅拌溶解后得到透明溶液，将烧杯放入750W的微波炉中调至中档或者中高档加热5-15min，反应结束得到碳化的黑色固体物质，稍冷后转移到烘箱中调至55-70℃干燥1-2h，目的是去除未反应的小分子，然后取出加入10-20mL高纯水慢慢搅拌溶解黑色固体物质，将溶解后的固体放到高速离心机(13000-15000r/min)离心20-30min后用孔径为0.22-0.45μm的滤膜将上清液过滤，冻干后就得到棕黑色的碳量子点；
[0026]步骤2：称取10-30mg的碳量子点于50mL圆底烧瓶中，加入8-15mL乙醇超声溶解后，然后向其中加入溶解有一定量的稀土金属盐(0.10-0.30mmol)的乙醇溶液，室温搅拌3-6h后将溶有一定量配体(0.30-0.80mmol)的乙醇溶液滴入上述混合溶液中，室温下再搅拌3-6h。之后在转速为12000-15000r/min高速离心机里离心分离10-30min，去除上清液后所得的沉淀冻干即可得到本专利技术中的荧光材料CDs-Ln-HL。进一步地，所述稀土金属盐为一定质量的铕盐和一定质量的铽盐，所述铕盐选自硝酸盐或者氯盐中的一种或者多种，所述铽盐选自硝酸盐或者氯盐中的一种或者多种。所述配体选用对酸碱气氛有响应的配体，进一步地HL为β-二酮配体：(N-(2-甲基吡啶)-苯甲酰乙酰胺、2-噻吩甲酰三氟丙酮、二苯甲酰甲烷、1-(9-(2-(二甲基氨基)乙基)-9H-咔唑-3-基)-4,4,4-三氟丁烷-1,3-二酮等)或者1,10-邻菲罗啉、氧氟沙星(OFX)；
[0027]步骤3：将有机溶剂、高分子树脂、助磨剂和助剂混合加入铁罐中在密闭条件下振荡30-200min；
[0028]步骤4：将步骤3中的混合溶液用纱布过滤掉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光材料，包括碳量子点和稀土金属配合物，所述稀土金属配合物选自铕配合物和铽配合物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的荧光材料，其特征在于，所述碳源包括柠檬酸、水杨酸和苹果酸中的一种或多种；所述氮源为尿素、草酰胺、氨水和碳酸氢铵中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的荧光材料，其特征在于，所述稀土金属配合物选自稀土金属盐和有机配体形成配合物，其中所述稀土金属盐选自铕盐和/或铽盐，所述有机配体是对酸碱气氛有响应的配体，进一步地有机配体选自β-二酮配体：优选地，所述有机配体选自式I所示的化合物：N-(2-甲基吡啶)-苯甲酰乙酰胺、1-(9-(2-(二甲基氨基)乙基)-9H-咔唑-3-基)-4,4,4-三氟丁烷-1,3-二酮、2-噻吩甲酰三氟丙酮、二苯甲酰甲烷中的一种或多种，或者其它配体如1,10-邻菲罗啉、氧氟沙星(OFX),式I中，R1选自C1-C5烷基、卤素、卤素取代的C1-C5烷基和苯基，R2选自含氮、氧或硫的杂芳基，优选自如下取代基：。
4.根据权利要求1-3任一项所述的荧光材料，其特征在于，碳量子点与稀土金属配合物的比例为10-1000mg碳量子点/mmol稀土金属配合物，优选20-200mg碳量子点/mmol稀土金属配合物。5.根据权利要求1-4任一项所述的荧光材料的制备方法，包括将碳量子点与稀土金属盐在有机溶剂中进行第一反应；将有机配体加入到第一反应后的混合物中，进行第二反应；将第二反应后的产物进行分离，得到固体产物,优选地，碳量子点的质量为10-30mg，稀土金属盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐瑜，覃月敏，向华，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：