一种rb2mnbr4(h2o)2单晶在智能响应发光中的应用
技术领域
1.本申请属于智能荧光材料技术领域，尤其涉及全无机rb2mnbr4(h2o)2单晶作为刺激响应变色材料的应用。
背景技术：
2.对温度、光线、气体、ph值和压力等外界刺激具有超高灵敏度和超快响应性的智能响应型发光材料受到了广泛的关注。其中温度是科学研究和工业生产中最基本的物理参数之一。特别是晶格热膨胀和通过加热方式修饰载流子声子和声学声子相互作用产生的热响应性发光变化，在防伪、生物成像、显示器、热传感器等领域非常有用。最近的研究表明，在液晶、有机染料和聚合物等化合物中已经观察到热致变色发光，这源于激发态中固有的温度依赖的结构弛豫或构象变形。
3.由于结构复杂，这些研究大都面临着合成和纯化的挑战。在这些情况下，金属卤化物（cspbx3, x= cl, br, i）作为一种独特的化学体系出现了，它成本低，合成和纯化过程简单，具有独特的优势。近年来，基于全无机卤化物钙钛矿的热致变色智能光伏窗口已通过温度诱导相变得到了证实；然而，由于铅的毒性使得这些材料在实际商业应用中对环境不友好。于是，许多研究者致力于无铅材料的设计和合成，比如对asnx3、a3b2x
9 (b = sb, bi)和cs2agbibr6。除d6、d8、d
10
配合物外，地壳中含量丰富的d
5 mn(ii)卤化物的开发与利用受到人们的日益关注，配位环境决定了mn(ii)配合物的变色发光现象，四面体配位的mn(ii)表现为绿色发光，而八面体配位的mn(ii)表现为红色发光。据报道，中性mn(ii)配合物吡啶
‑
2,6
‑
二酰基双(二苯基
‑
氧化膦)在480 ~ 80 k温度范围内具有明显的热致变色特性（chemical communications, 2018, 54(99), 13961
‑
13964）；tao等人探索了有机金属卤化物(c4h9nh3)2mni4在298
‑
423 k之间的可逆温度响应（frontiers in chemistry, 2020, 8 (352)）。但是上述研究都是基于有机分子导致的构象变形，对无机锰(ii)基金属卤化物的研究很少，相比有机无机杂化卤化物，无机锰(ii)基金属卤化物可以显著提高热稳定性和环境稳定性。
4.因此，急需发展一种具有良好稳定性的全无机刺激响应材料，作为依赖于温度变化而产生颜色变化信号的刺激响应元件，对防伪领域、生物探针、荧光存储、光电显示或信息存储等多个领域的发展起到促进作用。
5.
技术实现要素：
6.本发明的目的是提供一种全无机的高温刺激响应变色单晶材料的制备方法，旨在解决背景技术中提出的问题。
7.基于上述目的，本发明提供了一种rb2mnbr4(h2o)2单晶在智能响应发光中的应用。
8.较佳的，本发明还提供了一种rb2mnbr4(h2o)2单晶作为防伪材料的应用。
9.较佳的，该rb2mnbr4(h2o)2单晶在403 k时表现为红色发光；当温度升高到473 k
时，该材料表现为绿色发光。
10.较佳的，上述rb2mnbr4(h2o)2单晶由以下步骤制备：（1）将rbbr、mnbr前驱体按照一定的比例混合；（2）将步骤（1）所得混合物置于盐酸中加热，搅拌一段使其充分溶解，得到无色透明溶液；（3）待反应结束自然冷却到室温后，将得到的无色晶态产物过滤，并用异丙醇洗涤数次；（4）洗涤后的无色晶态产物进行真空干燥，得到透明rb2mnbr4(h2o)2晶体。
11.优选的，所述步骤（1）中， rbbr、mnbr的摩尔比为2：1。
12.优选的，所述步骤（2）中，加热温度为100
±
5 ℃。
13.优选的，所述步骤（2）中，搅拌时间为2
‑
4 h。
14.与现有技术相比，本发明的优点是：全无机rb2mnbr4(h2o)2高温刺激响应变色单晶，由于存在结晶水使得其在室温下无荧光。该单晶被加热到403 k时由于脱水发生相变，进而表现为六配位锰化合物的红光发射，发光波长为660 nm；当温度升高到473 k时，由于相变导致该材料表现为四配位锰的绿光发射，发光波长为520 nm。当加热撤去温度下降时，该材料又表现出红色发光，再次升温后变为绿色发光，并可以实现多次可逆循环。
附图说明
15.为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
16.图1为本发明中全无机rb2mnbr4(h2o)2高温刺激响应变色单晶的结构图。
17.图2为本发明中全无机rb2mnbr4(h2o)2高温刺激响应变色单晶的粉末x射线衍射图。
18.图3为本发明中全无机rb2mnbr4(h2o)2高温刺激响应变色单晶随温度变化的pl光谱。
19.图4为本发明中全无机rb2mnbr4(h2o)2高温刺激响应变色单晶发光的循环测试图。
具体实施方式
20.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等效形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例
21.一种全无机rb2mnbr4(h2o)2高温刺激响应变色单晶的制备方法，包括以下步骤：（1）将rbbr、mnbr前驱体按照摩尔比为2：1的比例混合；（2）将步骤（1）所得混合物置于5 ml盐酸中，加热至100℃，搅拌3h使其充分溶解，得到无色透明溶液；（3）待反应结束自然冷却到室温后，将得到的无色晶态产物过滤，并用异丙醇洗涤4次；
（4）洗涤后的无色晶态产物进行真空干燥，得到透明rb2mnbr4(h2o)2晶体。
22.经x射线单晶衍射如图2：晶体属于三斜晶系，p
‑
1空间群，晶胞参数a=5.88695, b=6.88064, c=7.36266，晶体结构如图1所示。
23.刺激响应光致发光测试如图3所示，结果表明，该全无机rb2mnbr4(h2o)2高温刺激响应变色单晶在加热
‑
冷却下表现出可逆的刺激响应发光变色性能。在室温下，该晶体由于含有结晶水，表现出不发光。该单晶被加热到403 k时由于脱水发生相变，进而表现为六配位锰化合物的红光发射，发光波长为660 nm；当温度升高到473 k时，由于相变导致该材料表现为四配位锰的绿光发射，发光波长为520 nm。当加热撤去温度下降时，该材料又表现出红色发光，再次升温后变为绿色发光，并可以实现多次可逆循环，如图4所示。
技术特征：
1.一种rb2mnbr4(h2o)2单晶在智能响应发光中的应用。2.一种rb2mnbr4(h2o)2单晶作为防伪材料的应用。3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，该rb2mnbr4(h2o)2单晶在403 k时表现为红色发光；在473 k时，表现为绿色发光。4.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，由以下步骤制备：（1）将rbbr、mnbr前驱体按照一定的比例混合；（2）将步骤（1）所得混合物置于盐酸中加热，搅拌一段使其充分溶解，得到无色透明溶液；（3）待反应结束自然冷却到室温后，过滤、洗涤、真空干燥，得到rb2mnbr4(h2o)2晶体。5. 如权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤（1）中， rbbr、mnbr的摩尔比为2：1。6. 如权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤（2）中，加热温度为100
±
5 ℃。7. 如权利要求4所述的应用，其特征在于，步骤（2）中，搅拌时间为2~4 h。
技术总结
本发明公开了一种Rb2MnBr4(H2O)2单晶在智能响应发光中的应用，属于智能荧光材料技术领域，其制备步骤为：将RbBr、MnBr前驱体按照一定的比例混合；将所得混合物溶于盐酸中加热搅拌充分溶解；待反应结束自然冷却到室温后，过滤、洗涤、真空干燥，得到Rb2MnBr4(H2O)2晶体。本发明制备的Rb2MnBr4(H2O)2晶体具有环境友好性，易于制备，由于晶体的可逆相变，可以在不同的加热温度下表现出不同的发光，并且加热撤去后表现为可逆恢复，故可应用于热致变色发光的快速智能响应原件，以及防伪领域、生物探针、荧光存储、光电显示或信息存储等多个领域。光电显示或信息存储等多个领域。光电显示或信息存储等多个领域。
技术研发人员：李晓明 刘阳 曾海波
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2021.07.29
技术公布日：2021/11/24
再多了解一些
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