一种具有室温磷光性能的ZnOQDs/PVP复合薄膜的制备方法及应用

本发明涉及信息安全领域和抗菌领域，具体的说涉及一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法及应用。

背景技术：

1、室温磷光材料凭借长寿命、大斯托克斯位移等独特光学特性，在光电显示、信息加密、固态照明等多个前沿领域展现出广阔的应用前景，已成为当前材料科学领域的研究热点之一。与此同时，随着公共卫生安全、食品保鲜、智能包装等领域需求的持续升级，兼具光学防伪与抗菌防护的多功能复合材料备受青睐。开发绿色高效、长效稳定的抗菌功能发光材料成为当下重要研究方向。然而，现有室温磷光材料普遍存在发光效率偏低、环境稳定性差、制备工艺复杂等瓶颈问题，且功能较为单一，难以同时实现优异的磷光性能、白光发射与抗菌抑菌效果，严重制约了其在多场景中的推广应用。

2、zno qds具有高激子结合能、环境友好、制备成本低廉等显著优势，是一类极具潜力的发光基质材料，同时凭借良好的生物相容性与广谱抗菌活性，可通过破坏微生物细胞膜、产生活性氧等方式有效抑制细菌滋生，在抗菌功能材料领域具备独特应用价值。但znoqds自身易发生团聚现象，且光稳定性不足，限制了其在发光及抗菌复合体系中的规模化应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜，其成功突破传统单一发光材料的性能局限，同时兼具优异的室温磷光性能与良好的抗菌能力。该复合薄膜不仅有效解决zno qds易团聚、光稳定性差的关键问题，还具备磷光特性，使其兼备防伪加密与抗菌防护双重功能，且制备工艺简便、环境稳定性优良。相较于传统单一发光材料，该复合薄膜展现出更加突出的多领域应用优势，为新型防伪-抗菌一体化多功能发光薄膜的研发、优化及实际应用提供了全新的思路与技术路径。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

4、（1）合成zno qds：将zn(ac)2·2h2o溶于甲醇中，然后在加热搅拌的条件下将其与koh的甲醇溶液混合，待反应完成后，得到澄清透明的zno qds溶液；

5、（2）配制pvp甲醇溶液：将pvp粉末加入至容器中，后加入甲醇，在室温下充分搅拌，得到澄清透明的pvp甲醇溶液；

6、（3）制备zno qds/pvp复合薄膜：将zno qds溶液与pvp甲醇溶液混合，搅拌均匀后得到混合溶液，将混合溶液超声处理，以去除溶液中存在的气泡，然后将3 ml混合溶液滴入玻璃培养皿中，烘干后待甲醇充分挥发，即可得到具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜。

7、本发明通过 zno qds与pvp复合，利用高分子薄膜刚性限域，构建高效延迟发光体系，赋予了复合材料室温磷光特性。基于本发明所制备的zno qds及 zno qds/pvp 复合薄膜的发光特点，构建了信息加密应用体系，并进一步探究其抗菌性能。

8、进一步，步骤（1）中所述zn(ac)2·2h2o与koh的摩尔比值为0.5～1，确保在碱过量的情况下反应。

9、进一步，步骤（1）中所述加热回流温度为90℃，所述搅拌速率为300 rpm。

10、进一步，步骤（2）中所述pvp粉末的特征黏度k值为13～18。

11、进一步，步骤（3）中zno qds溶液与pvp甲醇溶液的体积比为0.5～2。

12、本发明采用的聚乙烯吡咯烷酮（pvp）具备优良的分散性、相容性及成膜性，可通过包覆作用有效修饰zno qds表面，抑制其团聚行为与非辐射跃迁过程，进而显著提升材料的发光稳定性与光学性能，同时可优化薄膜结构，进一步强化该材料实际应用能力。

13、进一步，步骤（3）中所述超声处理为置40 khz、480 w下超声处理10 min。

14、所述玻璃培养皿的直径为4 cm。

15、更进一步，步骤（3）中所述烘干为在80 ℃烘箱中烘干12 h。

16、本发明还提供了上述方法制备的具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜在信息安全材料中的应用。

17、本发明还提供了上述方法制备的具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜在抗菌材料中的应用。

18、本方法制备的zno qds / pvp复合薄膜，在365 nm紫外光激发下呈现出白光发射，撤去激发光源后，观察到明亮的绿光延迟发射。且本发明制备的复合薄膜还表现出了抗菌性能。

19、本发明的有益效果在于：

20、本发明将具有黄绿光发射的zno qds溶液（plqy = 50%）与具有蓝光发射的pvp溶液（plqy = 1.8%）按比例混合均匀，置于玻璃培养皿中，干燥后制得具备室温磷光特性的zno qds / pvp复合薄膜。该薄膜在365 nm紫外光激发下可实现明亮的白光发射，撤去激发光源后仍能观察到显著的绿光延迟发光现象。其中，白光发射来源于zno qds的黄绿光发射（525 nm）与pvp 的蓝光发射（450 nm）的协同发射，而绿光延迟发射则归因于复合后丰富的氢键环境使得材料刚性增强，有效抑制非辐射复合过程。同时，紫外激发下 zno qds产生的光生载流子被表面缺陷捕获，与界面配位的 pvp 分子发生电荷分离，经高效系间窜越形成三重电荷转移态（3ct）。凭借其稳定的白光发射与显著的延迟发光特性，该复合薄膜在动态信息加密领域具有重要的应用潜力与实际价值。

21、zno qds作为典型的纳米抗菌材料，其自身可通过光催化生成活性氧（ros）、缓慢释放zn2+以及物理接触破坏细菌细胞膜等方式，实现高效抗菌，而pvp的复合的不仅能提升zno qds的分散性与稳定性，还可增强薄膜的生物相容性，进一步优化抗菌效果，使zno qds/ pvp复合膜兼具发光与抗菌双重功能。

1.一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述zn(ac)2·2h2o与koh的摩尔比值为0.5～1，确保在碱过量的情况下反应。

3.根据权利要求1所述一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述加热温度为90℃，所述搅拌速率为300 rpm。

4.根据权利要求1所述一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述pvp粉末的特征黏度k值为13～18。

5.根据权利要求2所述一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中zno qds溶液与pvp甲醇溶液的体积比为0.5～2。

6.根据权利要求1所述一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述玻璃培养皿的直径为4 cm。

7.根据权利要求6所述一种具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述超声处理为置40 khz、480 w下超声处理10 min；

8.一种权利要求1-7任一项所述方法制备的具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜在信息安全材料中的应用。

9.一种权利要求1-7任一项所述方法制备的具有室温磷光性能的zno qds / pvp复合薄膜在抗菌材料中的应用。