光致发光无机_有机复合薄膜的研究进展

光致发光无机－有机复合薄膜的研究进展／夏慧芸等·６９·

光致发光无机－有机复合薄膜的研究进展＊

夏慧芸，高莉宁，颜录科，陈华鑫

）（长安大学材料科学与工程学院交通铺面材料教育部工程研究中心，西安７１００６１

摘要　　光致发光复合薄膜具有传统复合纳米薄膜材料的优越性，且发光材料的引入赋予薄膜良好的光学性能，目前已成为功能材料领域的一个研究热点。综述了该类复合薄膜的研究现状，总结了其分类及近年来常用的制备方法，并对各种方法的原理、应用状况及优缺点分别加以阐述。进一步概述了光致发光复合薄膜在薄膜传感器、农用光转换膜等方面的应用情况。最后，展望了其今后的研究方向和发展前景。

关键词　　光致发光　复合薄膜　制备

ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｒｅｓｓｏｆＰｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＩｎｏｒａｎｉｃｒａｎｉｃＣｏｍｏｓｉｔｅＦｉｌｍ－Ｏ　　　　　　ｇｇｇｐ

，，ＩＡ　Ｈｕｉｕｎ，ＧＡＯＬｉｎｉｎＹＡＮＬｕｋｅＣＨＥＮ　ＨｕａｘｉｎＸ　　ｙｇ

（，，ＭＥｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＴｒａｎｓｏｒｔａｔｉｏｎＭａｔｅｒｉａｌｓｉｎｉｓｔｒｎｉｎｅｅｒｉｎ　　　　　　ｐｙｇｇ　　

，’），’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＸｉａｎ７１００６１ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｉｎｅｅｒｉｎＣｈａｎ　　　　　ｙｇｇｇ

，Ａｂｓｔｒａｃｔｃｏｍｂｉｎｅｔｈｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｅｒｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｃｏｍｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅａｈｏｔｔｏｉｃｓｉｎｃｅｔｈｅ－　　Ｐ　　　　　　　　　　　ｐｐｙｐ　ｏｒｍａｎｃｅｏｆｂｏｔｈｎａｎｏｃｏｍｏｓｉｔｅｆｉｌｍａｎｄｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｅｒｅｃｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｒｏｒｅｓｓｅｓｏｆｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｆ　　　　　　　　　　　　ｐｐｇｐ

，，ｃｏｍｏｓｉｔｅｆｉｌｍｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｉｒｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｒａｔｉｏｎａｒｏａｃｈｅｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅｒｉｎｃｉ　　　　　　　　　－ｐｐｐｐｐｐ，ｅｓａｎｄａｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｅａｒａｔｉｏｎａｒｏａｃｈｅｓａｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｆｉｎａｌｌｔｈｅａｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅａｒｅａｓｏｆｆｉｌｍｌ　　　　　　　　　　　　　　　　ｐｐｐｐｐｐｐｐｙｐ

，ｓｅｎｓｏｒｌｉｈｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｆｉｌｍ，ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｌａｓｔｉｃｆｉｌｍａｎｄｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｄｅｖｉｃｅａｒｅａｌｓｏｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．　　　　　　　　　　　ｇｇｐ

，ａＫｅｗｏｒｄｓｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｃｏｍｏｓｉｔｅｆｉｌｍ，ｒａｔｉｏｎｒｅ　　ｐ　ｐｐｐｙ　

　　复合薄膜由于兼具传统复合材料和现代纳米薄膜材料

的优越性，目前已成为功能材料领域的研究热点。在复合薄膜的表面或内部引入发光材料（无机荧光材料和有机荧光材，如有机小分子荧光材料、稀土配合物、料）半导体等，将赋予——薄膜良好的光学性能，从而得到一类新的功能薄膜材料—发光复合薄膜。与无机发光薄膜相比，这类薄膜具有后处理温度低、薄膜透明度高、发光效率和稳定性高、易加工等优

１］

，点［在平板显示器、发光器件、农用发光材料、传感等领域２］

。有着广阔的应用前景［

涂法。

［］

１９８３年，Ａｎｖｉｒ等４率先将激光染料罗丹明６Ｇ掺杂到

之后该领域研究迅猛发展，但是纯粹的ｉＯＳ２凝胶基质中，

如热处理过程中ｉＯＳ２凝胶基质在实际应用中存在诸多问题，

易脆裂、力学性能和柔韧性差、凝胶玻璃的多孔性导致光散射损失较大等。为了克服这些缺点，有机改性硅酸盐（Ｏｒ－

５］

）逐渐被引入到薄膜基质中［，极大地改善了基质韧ｏｓｉｌｍ

发光材料的掺杂浓度也得到有效提高。Ｏ性，同时，ｒｍｏｓｉｌ是利用前驱物（如γＬＹＭＯ）Ｇ－缩水甘油丙基醚三甲基硅烷（等）中所带的有机功能基团来改善溶胶水解缩聚过程，从而缓解凝胶形成过程中的不均匀应力。究其原理，Ｏｒｍｏｓｉｌ是有机相和无机相纳米尺度的复合，其气孔率较低、力学性能较高，是一种理想的固体基质。近年来报道的发光有机－无机复合薄膜中基于Ｏｒｍｏｓｉｌ基质居多。

利用溶胶－凝胶法制备发光有机－无机复合薄膜时，发光材料主要以物理掺杂和化学键合两种方式掺杂到凝胶基质中。

制备这种发光复合薄膜的方法有溶胶－凝胶迄今为止，

法、原位合成法、自组装法、脉冲激光烧蚀法等。本文简要综述了上述常用方法及薄膜的应用现状。

１　光致发光无机－有机杂化薄膜的制备

１．１　溶胶－凝胶法

如硅烷化试传统的溶胶－凝胶法是将易水解的前驱体（

剂、金属醇盐等）在溶剂中与水发生反应，通过水解和缩聚过程制得溶胶，进一步缩聚得到凝胶。基本过程为源物质－溶胶－凝胶－热处理－材料。溶胶－凝胶作为基质，具有光学透明度好、热稳定性高、发光材料光活性易保持且不易被水或者其它溶剂浸出等优点，因而广泛用于制备发光有机－无机复

３］

。涂覆薄膜的方法主要有甩胶涂覆法、合薄膜［浸渍法和喷

１．１　物理掺杂法１．

物理掺杂法就是在前驱体水解或醇解的溶胶中引入发光组分，再均匀混合，陈化，然后通过旋涂或浸渍－提拉法制膜，最后经溶剂挥发或热处理使溶胶转化为凝胶得到复合薄膜，也可以先制备凝胶薄膜，之后在染料溶液中浸渍得到。

）；）；中央高校基本科研业务费专项资金（长安大学科技创新重点项目基金２０９０３０１５ＣＨＤ２０１２ＴＤ０１４　＊国家自然科学基金（

：女，博士，讲师，主要从事有机－无机复合材料的制备及应用　Ｅ－ｍ１９８１年生，ａｉｌｘｉａｈｈｄ．ｅｄｕ．ｃｎ＠ｃ　夏慧芸：ｙ

·７０·材料导报Ａ：综述篇　

上转换机理。

上）第２０１２年５月（６卷第５期　２

有机小分子发光材料具有化学修饰性强，选择范围广，易于提纯，荧光量子产率较高，可产生红、绿、蓝、黄等各种颜各种颜色的有机染料是最重要的发色发射峰等优点。其中，

光材料。由于大多数有机染料在固态时存在浓度猝灭等问导致发射变宽或红移，因此该种发光材料一般都以低浓题，

６］

。度方式掺杂在基质中［

［７］

ＷａｎＧｇ等利用该方法将激光染料奇通红和罗丹明６

［］

／掺杂到Ｔ实验发现掺杂染料分子的吸ｉＯＯｒｍｏｓｉｌ基质中８，２

［２］

利用溶胶－凝胶法制得甲基丙烯酸丁酯（Ｃａｉ等１ＢＭＡ）－（丙烯酸铕（共聚物／并研究了各ＥｕＡＡ）ＴｉＯＳｉＯ３）２－２杂化膜，

该杂化膜具有较组分对该薄膜荧光强度的影响。研究发现，

好的力学性能、抗冲击性、柔韧性，且附着力强，但是随着薄（薄膜的硬度和光泽度会有所下膜中ＥｕＡＡ）３含量的增加，降；杂化膜的荧光强度随Ｔ这是ｉＯ２溶胶含量的增大而增强，由于Ｔ在受激发光照射时能够有效吸收ｉＯ２是光敏性物质，

３＋

，能量，再 …… 此处隐藏：21223字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……