原位复合法制备荧光珠粒复合材料及其表征课件.doc

化学化工学院材料化学专业实验报告 一、预习部分 1、8-羟基喹啉铝的合成方法及影响因素 1.1 传统合成方法 目前，Alq3通常的制备方法为水-乙醇体系中的化学沉淀法。称取一定质量的Al2(SO4)3·18H2O或AlCl3溶于蒸馏水中，磁力搅拌并加热至60℃，按化学计量比称取Hq加入无水乙醇，搅拌使其充分溶解，将两者混合均匀后用1︰10 的氨水调解 pH 值，持续搅拌一定的时间。但由于制备过程中没有一定的保护措施,不可避免与氧气和水反应而产生Alq3的二聚物影响产品的纯度,从而限制其在OLED中的应用。若在制备过程中利用氮气作为保护气体，采用化学沉淀法制备Alq3，可以有效避免氧气的影响，提高产品的纯度。 1.2 新的合成方法 称取8-羟基喹啉溶于乙醇中，充分搅拌使其溶解，在搅拌下加入一定量的氢化铝锂，在此过程中会有大量气体产生，同时生成沉淀。这种方法简单、高效，而且比较容易提纯。 1.3影响因素 (a)pH值与 Al3产率有很大的关系酸度对产率的影响见表 表1 pH值对 Al3产率的影响 当pH值为5.0时开始有较多的黄绿色沉淀产生产率也迅速增加 但是 6.5时产物的纯度会明显降低。而当 pH7.0 时实验发现有部分Al(OH)3白色絮状沉淀产生体系中的酸度降低时产物的纯度也随之降低 pH6.5 时体系的酸度对产物的纯度影响很小。(b)反应时间对产率的影响 由于此反应为配合反应，根据配合反应的特点，反应时间的长短也对产物产率有很大的影响。具体关系见表。反应时间在 0.5- 2 h 以内对反应产率的影响较大。随着反应时间的增长产品纯度会减小，时间超过120 min后产率基本上没有变化。2. 原位复合法 、配合物的表征方法 对配合物进行表征，可以用核磁共振谱，红外光谱，紫外可见光谱，质朴，元素分析法，差示扫描量热法，X-射线衍射法，分子荧光光谱法等。 核磁共振谱可以测试Hq与Alq3的核磁共振谱，因为不同氢原子对应的化学位移都不相同，在发生配位后，都会想抵偿方向移动。就可以说明Hq氢核上的电子云密度减小，对外磁场的屏蔽降低，是信号像低磁场方向移动，就可以证明铝参与配位。 红外光谱通过红外的检测，可以测定物质中的相应的基团，进而判断物质的结构和一些特征的基团。 紫外光谱对比Hq与Alq3的紫外光谱图，配体与金属离子结合后，喹啉共轭程度发生了变化，可证明配合物的存在。 XRD通过对得到的晶体进行X-射线晶体结构分析，可以得出从相关的晶胞参数，从而确定其晶体结构。 分子荧光光谱可以用分子荧光光谱测试8-羟基喹啉率的光致发光性能。测试荧光发射光谱和吸收光谱 （1）实验目的 1.理解原位化合的原理及意义 2.学习原位复合的制备方法 （2）实验原理 原位复合是一种较为新颖的方法，它既可实现无机纳米粒子在高聚物中的均匀分散，同时又保持了无机纳米粒子的特性。原位悬浮聚合是指在聚合阶段将无机纳米粒子引入到有机物的基体中，在液相状态和较均匀的介质中原位参与聚合物的生成，可大幅度避免无机纳米粒子在加工过程中的团聚。 本实验希望利用原位复合的原理，结合悬浮聚合方法，实现AlQ3在高聚物PS中的均匀分散，同时又保持了AlQ3粒子的特性，并把发光金属配合物AlQ3引入到有机物基体中，在液相状态和较均匀的介质中复合成AlQ3-PS荧光微球，最终形成高性能的荧光复合材料。 （3）实验药品和仪器 （1）实验仪器 称量纸，电子天平，烘箱，抽滤装置（砂心漏斗1个，过滤套1套，抽滤瓶1个）1套，温度计（0~150℃），烧杯（250mL、50 mL 各2个），玻璃棒（一个），960荧光分光光度计，紫外分光光度计； 三口烧瓶、回流冷凝管、搅拌器、烧杯、温度计、恒温水浴 （2）实验药品 8-羟基喹啉，乙醇－水（1+1），三氯化铝；氨水（5mol/L），95%乙醇， HCl（3mol/L，6mol/L），（1+4）氨水，氯仿，PH值试纸； 苯乙烯 40g、二乙烯苯 5.8g、过氧化二苯甲酰（BPO）0.5g、完全皂化的聚苯乙烯醇（聚合度1700，醋酸基1 mol％ 0.8g）部分皂化的聚乙烯醇（聚合度1700，醋酸基10 mol％ 0.03g）、 蒸馏水。 （4）实验步骤 （1）8-羟基喹啉铝的制备合成 8—羟基喹啉铝的基本原理是Al3+水溶液与HQ的阴离子结合及与N原子配位，通过溶液的pH值调节使Alq3在最佳沉淀环境下析出。反应化学式为：C9H7NO+Al3++OH－→C27H18AlN3O3↓+H2OHQ??Alq3图1HQ和AlQ3的分子结构采取水-乙醇体系中的化学沉淀法制备Alq3：称取8-羟基喹啉6g放于烧杯中用400?mL?1:1（v）乙醇-水混合溶剂溶解，另取3.6?g?AlCl3·6H2O用1:1（v）乙醇-水100?mL溶解。然后把二者混合