專利名稱：一種在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)發(fā)光材料界面改性技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)有機(jī)發(fā)光材料8-羥基喹啉鋁表面改性的方法，特別是涉及一種以SiO2包覆8-羥基喹啉鋁的方法。
背景技術(shù)：
1987年，美國柯達(dá)公司Tang等人首次采用8_羥基喹啉鋁(Alq3)作為發(fā)光材料制備了具有三明治結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光二極管(OLEO)，開創(chuàng)了有機(jī)電致發(fā)光材料及器件研究的新局面。OLED具有高亮度、寬視覺、響應(yīng)速度快、圖像穩(wěn)定、發(fā)光色彩豐富、分辨率高、驅(qū)動(dòng)電壓低、全固化、超薄等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今顯示器件研究的熱點(diǎn)，并被廣泛應(yīng)用于商業(yè)、通訊、計(jì)算機(jī)、電子產(chǎn)品及交通等領(lǐng)域。但OLED器件較短的壽命也是其發(fā)展中亟待解決的一個(gè)重要問題，而影響其壽命的主要因素是空氣中的水分、氧氣對(duì)有機(jī)材料的侵蝕。目前延長OLED器件的壽命一般是通過封裝來實(shí)現(xiàn)的，但是封裝所需設(shè)備昂貴，操作條件苛刻。張俊萍等(8-羥基喹啉鋁表面包覆SiO2的研究，功能材料，2011，Vol42增刊IV，738-743.)研究表明，在Alq3表面包覆無機(jī)隔水隔氧的SiO2進(jìn)行界面改性，可以使OLED器件的壽命得到提升。其方法是先制備Alq3，然后在Alq3和乙醇的分散液中加入硅酸鈉，通過氫氧化鈉和硫酸的作用水解硅酸鈉成SiO2，得到Alq3表面有SiO2包覆的產(chǎn)物。該方法的缺點(diǎn)是目標(biāo)材料通過兩步合成，制備較為繁瑣，且制備過程中有硫酸、氫氧化鈉等強(qiáng)酸堿使用，條件不夠溫和。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的 是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法。本發(fā)明提供的方法不僅可以便捷的得到表面包覆二氧化硅的8-羥基喹啉鋁(Alq3@Si02)，且獲得的Alq3OSiO2發(fā)光性能與普通Alq3相似。本發(fā)明提供的在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法是以正硅酸乙酯為硅源，三乙胺為催化劑，在生成Alq3的同時(shí)在其表面包覆SiO2，用以提高OLED器件的壽命。本發(fā)明在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法具體是按照8-羥基喹啉:硫酸鋁:正硅酸乙酯=6:1:1 10的摩爾比，向添加有催化劑三乙胺的8-羥基喹啉無水乙醇溶液中同時(shí)滴加硫酸鋁水溶液和正硅酸乙酯無水乙醇溶液，反應(yīng)得到黃綠色的表面包覆二氧化硅的8-羥基喹啉鋁(Alq3OSiO2)t5上述制備方法中，優(yōu)選使用濃度為0.2 0.5mol/L的8_羥基喹啉無水乙醇溶液。其中，催化劑三乙胺的用量為8-羥基喹啉質(zhì)量的55 85wt%。優(yōu)選將三乙胺配制成30 60wt%的水溶液使用。上述制備方法中，硫酸鋁水溶液和的正硅酸乙酯無水乙醇溶液的濃度對(duì)于能否制備出Alq3IgSiO2并無直接的影響。只要滿足物料之間的摩爾比要求即可。但一般地，優(yōu)選使用濃度為0.2 lmol/L的硫酸鋁水溶液，以及濃度為0.02 0.lg/mL的正硅酸乙酯無水乙醇溶液。上述制備方法中，一般控制將硫酸鋁水溶液和正硅酸乙酯無水乙醇溶液在30 50min內(nèi)滴完。本發(fā)明制備方法中，8-羥基喹啉與硫酸鋁快速反應(yīng)生成8-羥基喹啉鋁，由于路易斯酸堿作用，三乙胺在生成的8-羥基喹啉鋁表面形成微囊，使特定位置三乙胺濃度升高；然后，正硅酸乙酯優(yōu)先在8-羥基喹啉鋁表面受濃度較高的三乙胺堿性催化水解成SiO2，得到包覆均勻的Alq3OSiO2。本發(fā)明制備方法得到的產(chǎn)物為黃綠色粉末，發(fā)光特性與8-羥基喹啉鋁類似，且產(chǎn)物收率高，達(dá)99.7%以上。與背景技術(shù)方法步驟繁瑣、反應(yīng)條件不夠溫和的缺陷比較，本發(fā)明制備方法采用一鍋合成法，只需要在同一個(gè)反應(yīng)容器中，在合成8-羥基喹啉鋁的同時(shí)，利用三乙胺水解正硅酸乙酯在其表面沉積一層均勻的SiO2膜，不需要中間處理步驟，就直接得到最終表面包覆SiO2的8-羥基喹啉鋁材料。因此，本發(fā)明制備方法快速簡捷，縮短了反應(yīng)時(shí)間，且有機(jī)堿三乙胺催化正硅酸乙酯成SiO2條件溫和，使后處理變得簡單。
圖1為Alq3的SEM表面形貌圖。圖2為背景技術(shù)硅酸鈉水解包覆Alq3的SEM表面形貌圖。圖3為實(shí)施例1制 備得到的Alq3OSiO2的SEM表面形貌圖。圖4為Alq3與實(shí)施例1制備得到的Alq3OSiO2的光致發(fā)光光譜比較圖。圖5為Alq3與實(shí)施例1制備得到的Alq3OSiO2的紫外吸收光譜比較圖。圖6為Alq3的EDS能譜圖。圖7為實(shí)施例1制備得到的Alq3OSiO2的EDS能譜圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
取1.742g 8-羥基喹啉加入盛有24ml無水乙醇的三口瓶中，加熱至70°C使其充分溶解；將2ml三乙胺溶解在2ml去離子水中配成水溶液，加入到上述三口瓶中，混合均勻。稱取1.336g硫酸鋁，溶解在IOml去離子水中得到溶液I ;稱取0.829g正硅酸乙酯，溶解在20ml無水乙醇中得到溶液2。將溶液I和溶液2同時(shí)滴加入三口燒瓶中，控制滴速，在45min滴加完畢，滴加完畢后70°C反應(yīng)5h，得到黃綠色的固液混合物。將黃綠色固液混合物抽濾，濾餅于20Pa、70°C下真空干燥12h，得到黃綠色粉末。在黃綠色粉末中加入200ml去離子水，攪拌洗滌，抽濾，以50ml去離子水淋洗濾餅。將濾餅置于燒杯中，加入200ml無水乙醇，攪拌洗滌，抽濾，以50ml無水乙醇淋洗濾餅。濾餅于20Pa、70°C下真空干燥12h，得到Alq3OSiO2材料。用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡對(duì)上述產(chǎn)物進(jìn)行表面形貌分析，結(jié)果如圖3，粉體顆粒為長六棱柱結(jié)構(gòu)。與圖1的Alq3表面形貌圖及圖2的背景技術(shù)硅酸鈉水解包覆Alq3的SEM表面形貌圖邊界棱角分明且較為平整比較，本實(shí)施例合成的Alq3OSiO2材料微粒棱角明顯變的光滑，表明Alq3表面已有SiO2覆蓋。用熒光發(fā)射光譜對(duì)包覆前后的材料進(jìn)行光致發(fā)光光譜表征，由圖4可以看出，二者最大發(fā)射峰均在在510nm，且峰形一致，表明選用無機(jī)半導(dǎo)體材料SiO2作為改性材料，對(duì)Alq3的發(fā)光顏色及強(qiáng)度幾乎沒有影響。用紫外-可見吸收光譜對(duì)包覆前后的材料進(jìn)行吸收光譜表征，由圖5可以看出二者的最大吸收峰均出現(xiàn)在380nm附近；相對(duì)于Alq3, Alq3OSiO2材料在280_290nm有弱的吸收峰，這可歸屬為表面包覆的SiO2吸收。圖6、圖7為改性前后的EDS能譜圖，EDS分析表明，Alq3主要有C、N、0、A1四種元素(H元素在能譜圖中不顯示)，改性后Alq3IgSiO2材料中含有Si元素，表明SiO2已經(jīng)成功存在于材料的表面。其中，Au元素是因制備掃描電鏡樣品時(shí)，表面噴涂了金所致。實(shí)施例2
取3.592g 8-羥基喹啉加入盛有25ml無水乙醇的三口瓶中，加熱至70°C使其充分溶解；將3ml三乙胺溶解在2ml去離子水中配成水溶液，加入到上述三口瓶中，混合均勻。稱取2.669g硫酸鋁，溶解在IOml去離子水中得到溶液I ;稱取0.421g正硅酸乙酯，溶解在IOml無水乙醇中得到溶液2。將溶液I和溶液2同時(shí)滴加入三口燒瓶中，控制滴速，在40min滴加完畢，滴加完畢后70°C反應(yīng)5h，得到黃綠色的固液混合物。將黃綠色固液混合物抽濾，濾餅于20Pa、70°C下真空干燥12h，得到黃綠色粉末。在黃綠色粉末中加入200ml去離子水，攪拌洗滌，抽濾，以50ml去離子水淋洗濾餅。將濾餅置于燒杯中，加入200ml無水乙醇，攪拌洗滌，抽濾，以50ml無水乙醇淋洗濾餅。濾餅于20Pa、70°C下真空干燥12h，得到Alq3OSiO2材料。實(shí)施例3
取0.875g 8-羥基喹啉加入盛有24ml無水乙醇的三口瓶中，加熱至70°C使其充分溶解；將Iml三乙胺溶解在2ml去離子水中配成水溶液，加入到上述三口瓶中，混合均勻。稱取0.667g硫酸鋁，溶解在5ml去離子水中得到溶液I ;稱取2.052g正硅酸乙酯，溶解在30ml無水乙醇中得到溶液2。將溶液I和溶液2同時(shí)滴加入三口燒瓶中，控制滴速，在47min滴加完畢，滴加完畢后70°C反應(yīng)5h，得到黃綠色的固液混合物。將黃綠色固液混 合物抽濾，濾餅于20Pa、70°C下真空干燥12h，得到黃綠色粉末。在黃綠色粉末中加入200ml去離子水，攪拌洗滌，抽濾，以50ml去離子水淋洗濾餅。將濾餅置于燒杯中，加入200ml無水乙醇，攪拌洗滌，抽濾，以50ml無水乙醇淋洗濾餅。濾餅于20Pa、70°C下真空干燥12h，得到Alq3OSiO2材料。
權(quán)利要求
1.一種在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法，是按照8-羥基喹啉:硫酸鋁:正硅酸乙酯=6:1:1 10的摩爾比，向添加有催化劑三乙胺的8-羥基喹啉無水乙醇溶液中同時(shí)滴加硫酸鋁水溶液和正硅酸乙酯無水乙醇溶液，反應(yīng)得到表面包覆二氧化硅的8-羥基喹啉鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法，其特征是所述8-羥基喹啉無水乙醇溶液的濃度為0.2 0.5mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法，其特征是所述三乙胺的用量為8-羥基喹啉質(zhì)量的55 85wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法，其特征是使用30 60wt%的三乙胺水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法，其特征是所述硫酸鋁水溶液的濃度為0.2 lmol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法，其特征是所述正硅酸乙酯無水乙醇溶液的濃度為0.02 0.lg/mL。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法，其特征是所述硫酸鋁水溶液和正硅酸乙酯 無水乙醇溶液的滴加時(shí)間為30 50min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在8-羥基喹啉鋁表面包覆二氧化硅的方法，是按照8-羥基喹啉硫酸鋁正硅酸乙酯=6:1:1～10的摩爾比，向添加有催化劑三乙胺的8-羥基喹啉無水乙醇溶液中同時(shí)滴加硫酸鋁水溶液和正硅酸乙酯無水乙醇溶液，反應(yīng)得到黃綠色的表面包覆二氧化硅的8-羥基喹啉鋁。本發(fā)明制備方法快速簡捷，條件溫和，不僅可以便捷的得到表面包覆二氧化硅的8-羥基喹啉鋁，且產(chǎn)物的發(fā)光特性與8-羥基喹啉鋁類似。
文檔編號(hào)C09K11/02GK103113879SQ20131005597
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者王 華, 郭鹍鵬, 劉曉云, 郭頌, 武鈺鈴, 苗艷勤, 杜曉剛, 景姝, 周禾豐 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)