利用硫酸钡包覆5-磺基水杨酸获得耐酸耐碱蓝色荧光粉的方法

1.本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种利用硫酸钡包覆5-磺基水杨酸获得耐酸耐碱蓝色荧光粉的方法。


背景技术：

2.光合作用是指自然界中的生产者如植物等利用光能将二氧化碳、水或硫化氢转变成碳水化合物的过程，是维持地球生态圈的根本化学反应。研究并提高光合作用效率能够进一步增强人类对太阳能的利用，对促进农业生产具有重要的意义。叶绿体是植物实现光合作用的主要细胞器，其吸收光能主要依靠其体内的叶绿素。在植物中，叶绿素主要吸收波长在450 nm左右的蓝紫光，反射波长在500-550 nm的绿光。荧光粉是一种光能转换材料，能够将紫外线、可见光、红外线等电磁波进一步转换为人眼可以识别的可见光。通过荧光材料将太阳光中的紫外线或其他颜色光转换成蓝光，提高太阳光中蓝紫光的比例，能够进一步提高植物对光能的吸收，是促进植物进行光合作用的一种有效手段，具有高效、节能、环保等诸多优点。然而，随着自然环境的恶化，各种极端天气如酸雨等已不鲜见。这就对荧光材料的稳定性如耐腐蚀、抗氧化等性能提出了新的要求。
3.5-磺基水杨酸（h3ssa）也称为5-磺基水杨酸二水合物或二水合-2-羟基-5-磺基苯甲酸，是一种白色结晶性物质，易溶于水和乙醇。根据文献报道，在液体状态下，5-磺基水杨酸能够发射出蓝光。然而，5-磺基水杨酸稳定性较差，在高温时分解为酚和水杨酸。同时，由于聚集导致的荧光猝灭效应，5-磺基水杨酸在固态时仅具有微弱的荧光。这些情况导致其很难直接投入到实际的使用中。硫酸钡是一种白色结晶性粉末，几乎不溶于水和其他传统溶剂，具有非常好的耐腐蚀性与稳定性。此外，硫酸钡还可以作为胃镜中的“钡餐”材料，直接进入人体，具有良好的生物兼容性。本发明拟通过静电吸附效应，在5-磺基水杨酸分子外包覆一层硫酸钡，利用硫酸钡层保护5-磺基水杨酸分子，同时，阻止5-磺基水杨酸分子间聚集产生荧光猝灭，从而获得具有稳定性能、能够承受酸、碱性溶液腐蚀的蓝色荧光粉。本发明所开发的蓝色荧光粉，合成方法简单，具有超强的耐腐蚀及热稳定性，能够适用于各种复杂的应用环境，应用于农业时，有望大幅度促进植物的光合作用，在农业上具有重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种利用硫酸钡包覆5-磺基水杨酸获得耐酸耐碱蓝色荧光粉的方法，它是利用静电吸附作用在5-磺基水杨酸（h3ssa）分子外包覆硫酸钡（baso4）获得，通过在5-磺基水杨酸外包覆一层硫酸钡，获得高稳定性蓝色荧光粉。通过将近紫外转换成易于植物吸收的蓝光，促进植物的光合作用，从而提高农作物的产量。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：利用硫酸钡包覆5-磺基水杨酸
获得耐酸耐碱蓝色荧光粉的方法，其特征在于：其具体步骤如下：步骤一：按照h3ssa与硫酸钡的包覆比例，使用分析天平分别称取预定量的h3ssa、氢氧化钠、na2so4、氯化钡作为原料；步骤二：将h3ssa置于烧杯中，量取预定量的去离子水，加入烧杯，使用磁力搅拌将原料完全溶解，得到澄清透明溶液；将naoh、na2so4、bacl2分别置于烧杯中，分别加入预定量的去离子水使用同样的磁力搅拌将原料完全溶解，分别配置成预定量的氢氧化钠溶液，预定量的na2so4溶液和预定量的bacl2溶液；步骤三： 在磁力搅拌的条件下，先将naoh溶液加入h3ssa溶液中，随后加入bacl2溶液，保持继续搅拌一段时间，待溶液混合均匀后，将混合溶液静置一段时间；步骤四：保持混合溶液继续低速搅拌；使用胶头滴管，吸取预配好的na2so4溶液，将na2so4溶液缓慢均匀地滴加入混合溶液，混合溶液中出现白色悬浊沉淀；步骤五：使用离心机对悬浊液离心，取出底部白色沉淀；然后使用去离子水对白色沉淀离心洗涤若干次；最后对白色沉淀进行烘干，研磨并过筛处理即获得h3ssa包覆硫酸钡蓝色荧光粉。
6.进一步的，步骤一中h3ssa、氢氧化钠、na2so4、氯化钡的预定量分别为（0.254g，（0.001 mol））、（0.24g，（0.006 mol））、（0.426g，（0.003 mol））、（0.625g，（0.003 mol））。
7.进一步的，步骤二中预定量的去离子水为20 ml。
8.进一步的，步骤二中预定量的氢氧化钠溶液、na2so4溶液和bacl2溶液分别为（20 ml 0.15 mol/l）、（20 ml，0.075 mol/l）和（20 ml，0.075 mol/l）。
9.进一步的，步骤三中保持继续搅拌一段时间为5分钟，将混合溶液静置一段时间为2小时。
10.进一步的，步骤五中离心机对悬浊液在5000 转/分钟的条件下离心5分钟；使用去离子水对白色沉淀离心洗涤的次数为5次；对白色沉淀进行烘干采用鼓风烘箱，烘干条件为50 ℃下烘烤24 h。
11.采用上述技术方案， 本发明将5-磺基水杨酸溶解在水中，通过静电吸附效应在其5-磺基水杨酸分子外包覆一层硫酸钡，从而获得耐酸耐碱的具有超高稳定性的荧光粉。与其他荧光材料相比，本发明通过在5-磺基水杨酸分子外部包覆一层baso4层，所获得的的蓝色荧光粉具有耐酸、耐碱、耐高温等优点。本发明使用的方法简单、成本低廉，对环境无害，有望应用于农业生产中，将太阳光中的紫外线转换成蓝光，进一步提高作物光合作用的效率。
附图说明
12.图1为h3ssa@baso4荧光粉的色坐标图。
13.图2为h3ssa@baso4荧光粉在强酸、强碱处理前后的光谱示意图。
14.图3为h3ssa@baso4荧光粉的变温光谱示意图。
15.图4为本发明流程框图。
具体实施方式
16.下面结合具体实施方式和图1—图4，对本发明进行详细说明，但本发明的保护范
围并不仅限于下列实施例，应包括专利申请书中的全部内容。本发明采用的静电吸附法制备的h3ssa@baso4荧光粉尺寸约为200
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2000 nm。其荧光色坐标图（图1）说明样品发光颜色为蓝色。其在强酸、强碱处理前后光谱示意图（图2）说明样品在强酸强碱处理后仍然可以保持其荧光性能。其变温光谱图（图3）说明样品在温度升高时，仍可以保持荧光性能，且在温度降低时可恢复。图4展示了本发明的具体流程。
17.实施例1步骤一： 根据h3ssa与baso4的包覆为摩尔比例1:3，使用分析天平称取预定量的（如0.254g，（0.001 mol））h3ssa，预定量的（0.24g，（0.006 mol））naoh，预定量的（0.426g，（0.003 mol））na2so4，预定量的（如0.625g，（0.003 mol））bacl2作为原料。
18.步骤二：将h3ssa置于烧杯中，量取20 ml去离子水，加入烧杯，使用磁力搅拌将药品完全溶解，得到澄清透明溶液；将naoh、na2so4、bacl2分别置于烧杯中，分别加入预定量的去离子水20 ml使用同样的方法将药品完全溶解，配置成预定量（20 ml 0.3 mol/l）的naoh溶液，预定量的（20 ml，0.15 mol/l）na2so4溶液和预定量的（20 ml，0.15 mol/l）bacl2溶液；。
19.步骤三：在磁力搅拌的条件下，将naoh溶液加入h3ssa溶液中。随后加入bacl2溶液，保持继续搅拌5分钟，待溶液混合均匀后，将混合溶液静置2小时。保持混合溶液继续低速搅拌；使用胶头滴管，吸取预配好的na2so4溶液，将na2so4溶液缓慢均匀地滴加入混合溶液。此时，溶液中出现白色悬浊沉淀。
20.步骤四：使用离心机，在5000 转/分钟的条件下，离心5分钟，取出底部白色沉淀。使用去离子水离心洗涤5次。
21.步骤五：将样品置于鼓风烘箱，在50 ℃条件下下烘烤24 h。将样品烘干后，取出样品，将样品研磨并使用200目筛对其进行过筛处理，即获得h3ssa包覆baso4蓝色荧光粉。
22.实施例2步骤一：根据h3ssa与baso4的包覆为摩尔比例1:4，使用分析天平称取预定量的（如0.254g，（0.001 mol））h3ssa，预定量的（0.24g，（0.006 mol））naoh，预定量的（0.568g，（0.004 mol））na2so4，预定量的（如0.833g，（0.004 mol））bacl2作为原料。
23.步骤二：将h3ssa置于烧杯中，量取20 ml去离子水，加入烧杯，使用磁力搅拌将药品完全溶解，得到澄清透明溶液；将naoh、na2so4、bacl2分别置于烧杯中，分别加入预定量的去离子水20 ml使用同样的方法将药品完全溶解，配置成预定量（20 ml 0.30 mol/l）的naoh溶液，预定量的（20 ml，0.20 mol/l）na2so4溶液和预定量的（20 ml，0.20 mol/l）bacl2溶液；。
24.步骤三：在磁力搅拌的条件下，将naoh溶液加入h3ssa溶液中。随后加入bacl2溶液，保持继续搅拌5分钟，待溶液混合均匀后，将混合溶液静置2小时。保持混合溶液继续低速搅拌；使用胶头滴管，吸取预配好的硫酸钠溶液，将硫酸钠溶液缓慢均匀地滴加入混合溶液。此时，溶液中出现白色悬浊沉淀。
25.步骤四：使用离心机，在5000 转/分钟的条件下，离心5分钟，取出底部白色沉淀。使用去离子水离心洗涤5次。
26.步骤五：将样品置于鼓风烘箱，在50℃条件下下烘烤24 h。将样品烘干后，取出样品，将样品研磨并使用200目筛对其进行过筛处理，即获得h3ssa包覆baso4蓝色荧光粉。
27.本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。