一种D-π-A型零维锌基卤化物蓝光材料及其制备方法和应用

本发明属于发光材料，具体涉及一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、有机-无机杂化金属卤化物（oimhs）因其结构可调、光学性能优异，在固态照明、显示和x射线闪烁体等领域备受关注。其中，零维（0d）结构的oimhs由于无机单元被有机阳离子完全隔离，具有强烈的量子限域效应和大的激子结合能，是开发高效蓝光发射材料的理想平台。

2、在非铅蓝光材料中，锌（zn）基卤化物因其环境友好、成本低廉且具有稳定的d10电子构型而成为有潜力的候选者。已有研究报道了多种零维zn基卤化物，由于[znx4]2-四面体的光学惰性，这些材料的本征光致发光量子产率（plqy）普遍较低（通常<30%），远不能满足实际应用需求。与当前广泛研究的铅基、锡基或铜基卤化物相比，锌基卤化物在实现高效、稳定蓝光发射方面仍面临巨大挑战。因此，开发一种能够显著提升其发光效率和环境稳定性的新策略具有重要的科学意义和应用价值。

3、现有技术的缺陷和不足：

4、1.已报道的零维zn基卤化物材料，如(2hp)2zncl2,[c9h14n]2znbr4等，发光效率普遍偏低，plqy低于50%，且部分材料的发射峰位不在纯蓝光区域，限制了其在高质量照明和显示中的应用。

5、2.传统zn基杂化材料的结构刚性不足，其有机组分与无机组分之间的相互作用较弱，导致材料在潮湿、酸碱等恶劣环境下的光学和结构稳定性差，难以满足商用器件的长期使用要求。

6、3.现有技术缺乏一种从有机配体分子工程角度出发，系统性地提升zn基卤化物发光性能与稳定性的有效手段。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料及其制备方法和应用，以解决现有零维zn基卤化物材料发光效率普遍偏低、光学和结构稳定性差等问题。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明提供一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料，所述d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的化学通式为(cdqi)(zncl4)·h2o，其中cdqi为7-氯-n-[2-(二甲氨基)乙基]喹啉-4-胺。

4、具体地，所述的cdqi具有供体-π-受体结构。

5、具体地，所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的空间群为三斜晶系p-1。

6、本发明还提供一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的制备方法，包括以下步骤：

7、s1：cdqi的合成：将4,7-二氯喹啉与n,n-二甲基乙二胺反应纯化，得到cdqi；

8、s2：(cdqi)(zncl4)·h2o的合成：将zncl2和cdqi混合，加入盐酸、n,n-二甲基甲酰胺和甲醇，搅拌溶解；

9、加热蒸发，得到(cdqi)(zncl4)·h2o。

10、具体地，所述s1中反应温度为110-130℃，反应时间8-10小时。

11、优选地，所述s1中反应温度为120℃，反应时间10小时。

12、具体地，所述s2中zncl2、cdqi、盐酸、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇的摩尔比为1：1：6：13：124；加热温度为60-80℃，反应2-3天；蒸发温度为室温。

13、优选地，所述s2中zncl2为0.136g，浓度为1mmol；cdqi为0.184g，浓度为1mmol；盐酸为0.5ml、n,n-二甲基甲酰胺为1ml和甲醇为5ml；加热温度为60℃，反应3天。

14、本发明还提供一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的应用，所述d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料应用于白光发光二极管。

15、具体地，所述白光发光二极管制备工艺包括以下步骤：

16、t1：将(cdqi)(zncl4)·h2o作为蓝光组分，与绿光组分、红光组分按一定比例混合，均匀分散于包封材料中，得到混合胶体；

17、t2：将混合胶体注入载体，制得白光发光二极管。

18、具体地，所述t1中(cdqi)(zncl4)·h2o、绿光、红光组分的比例为1：0.01-0.1：0.01-0.1。

19、具体地，所述t1中(cdqi)(zncl4)·h2o、绿光、红光组分、包封材料的比例为1：0.01-0.1：0.01-0.1：5-20。

20、优选地，所述t1中包封材料为无色ab胶，比如环氧树脂胶。

21、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

22、本发明提供了一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料，其晶体结构属于三斜晶系p-1空间群，由孤立的[znx4]2-和[cdqi]2+阳离子及结晶水构成，[cdqi]2+有机阳离子具有供体-π-受体（d-π-a）结构。本发明首次将d-π-a分子工程策略应用于zn基杂化卤化物体系，实现了对有机阳离子电子结构的精准调控，为后续开发高性能、稳定的oimhs光电器件提供了可靠的设计准则。

23、(cdqi)(zncl4)·h2o晶体在365nm紫外光激发下呈现出明亮的宽带蓝光发射，其荧光寿命为纳秒级别，为典型的荧光发射，该晶体的光致发光量子产率（plqy）高达51.73%。同时该材料具有强的激子-声子耦合作用（黄昆因子s=16.7）和较低的激子结合能（28.1mev）。本发明还提供了一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的制备方法及应用，该材料具有优异的耐水、耐酸碱性能，表明光学和结构稳定性好。制得白光发光二极管（led），表现出优异的稳定性，具有出色的抗光漂白能力和线性可调性。

1.一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料，其特征在于，所述d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的化学通式为(cdqi)(zncl4)·h2o，其中cdqi为7-氯-n-[2-(二甲氨基)乙基]喹啉-4-胺。

2.根据权利要求1所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料，其特征在于，所述的cdqi具有供体-π-受体结构。

3.根据权利要求1所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料，其特征在于，所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的空间群为三斜晶系p-1。

4.一种d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的制备方法，其特征在于，所述s1中反应温度为110-130℃，反应时间8-10小时。

6.根据权利要求4所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的制备方法，其特征在于，所述s2中zncl2、cdqi、盐酸、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇的摩尔比为1：1：6：13：124；加热温度为60-80℃，反应2-3天；蒸发温度为室温。

7.一种权利要求1所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的应用，其特征在于，所述d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料应用于白光发光二极管。

8.根据权利要求7所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的应用，其特征在于，所述白光发光二极管制备工艺包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的应用，其特征在于，所述t1中(cdqi)(zncl4)·h2o、绿光、红光组分的比例为1：0.01-0.1：0.01-0.1。

10.根据权利要求8所述的d-π-a型零维锌基卤化物蓝光材料的应用，其特征在于，所述t1中包封材料为无色ab胶。