一种具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料及其制备方法

技术领域

本发明属于光功能材料技术领域，特别涉及一种具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料及其制备方法。

背景技术

随着显示、成像、信息储存、检测等领域的蓬勃发展，对材料的要求也日益提升。日常生活中，往往需要根据实际情况对显示或光照进行调整，那么设计可通过简单方法进行宽范围冷暖白光调控且具备高显色指数特性的材料便成为了固体发光领域中备受到广泛关注的问题。材料需要同时具备广泛的光吸收，特别是可见区的吸收，即可在一定程度上降低蓝光。通常情况下，荧光材料发射较为单一，难以依靠单一材料进行白光发射。由于磷光发射通常较荧光峰波长较长，因此具备合成可调控冷暖白光材料的优势。合成室温磷光材料，需要所构建的系统中具有有效的系间窜越和自旋轨道耦合。金属-有机框架材料(MOFs)由于具有可调的化学组成和激发态性质，在照明显示、信息加密、光电探测、催化等领域受到了极大关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料及其制备方法。本发明采用溶剂热法，与有机物前驱体相比，所合成的系列金属-有机框架材料具有激发冷暖白光可调、可低功率白光激发、热稳定性好等优点。本发明为具有优质光学特性的新型照明材料和光学信息加密器件的制备提供了新的思路和途径。

所述的具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料的制备方法为：将4,5-咪唑二甲酸与硝酸镉混合，加水和N,N-二甲基甲酰胺后超声混合均匀，再转入高压反应釜中，在120-160℃下反应1-5天，自然冷却至室温后过滤，分别用水和乙醇洗涤，即得具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料。

所述的4,5-咪唑二甲酸、硝酸镉的摩尔比范围为0.5-2。

所述加水时同时加入染料。

所述染料为曙红Y二钠盐或罗丹明B。

本发明将4,5-咪唑二甲酸与Cd

附图说明

图1实施例1、2制备的具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料的结构示意图。

图2实施例2制备的具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料的白光发射性能。

具体实施方式

实施例1

将4,5-咪唑二甲酸31.2mg与硝酸镉61.6mg，溶解于6mL去离子水和4ml DMF中超声5分钟后放入25mL的反应釜中。再将反应混合物加热至140℃，维持此温度72小时后自然冷却到室温，即可得到晶体，将该单晶分离出来，依次经水和乙醇洗涤、干燥处理，得到金属-有机框架材料，即具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料。

对产物进行表征：

对单晶产物进行单晶X-射线衍射分析可知，金属-有机框架材料属于正交晶系，Pbca空间群。其中，共有3种类型的六配位Cd

通过光谱分析可知，该金属-有机框架材料具有双磷光发射，分别位于530纳米和560纳米。通过改变激发波长，从270纳米到470nm，可获得从蓝光到黄光的宽发射范围调变。该材料在器件化时选择了365纳米进行激发，所得器件色坐标为(0.34，0.38)，色温为5096K，一般显色指数(Ra)为80.7。

实施例2

将4,5-咪唑二甲酸31.2mg，硝酸镉61.6mg以及曙红Y二钠盐0.0010g，溶解于6mL去离子水和4ml DMF中超声5分钟后放入25mL的反应釜中。再将反应混合物加热至140℃，维持此温度72小时后自然冷却到室温，即可得到晶体，将该单晶分离出来，依次经水和乙醇洗涤、干燥处理，得到金属-有机框架材料，即具有高显色指数特性的冷暖白光转换材料。

对产物进行表征：

对单晶产物进行单晶X-射线衍射分析可知，金属-有机框架材料属于正交晶系，Pbca空间群。其结构与实例1一致，但由于孔道中掺杂有染料分子而晶体呈现粉红色。

通过光谱分析可知，该金属-有机框架材料为多磷光发射，但530纳米位置强度明显衰减，长波长磷光迁移至570纳米位置。365纳米紫外光激发下，材料呈现出白光发射，而在停止光激发后，则可以发出2秒左右人眼可见的黄色余辉。560nm处发光寿命为88.5毫秒。通过改变激发波长，从250纳米到410nm，材料表现出不同色温的白光发射(图2)。该材料在器件化时选择了365纳米进行激发，所得器件色坐标为(0.31，0.32)，色温为7048K，一般显色指数(Ra)为88.4。