荧光材料

荧光材料简介12荧光材料1背景介绍2荧光材料的分类3荧光材料的应用4总结与展望22020/4/251背景介绍1.1发展历史1575•西班牙一植物学家在阳光下观察到菲律宾紫檀木切片的黄色水溶液呈现天蓝色1852•G.G.斯托克斯用分光计观察奎宁和叶绿素溶液时，发现它们所发出的光的波长比入射光的波长稍长•这说明物质吸收了光，并重新发出不同波长的光，而不是光的漫射作用引起的，称这种光为荧光如今•荧光材料已经在涂料、化学及生化分析、太阳能捕集器、防伪标记、药物示踪及激光等领域得到了广泛的应用32020/4/251背景介绍1.2什么是荧光定义：当某种物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，立即（10-9~10-7秒内）退激发并发出出射光（通常波长在可见光波段）；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失，这种出射光就称为荧光。42020/4/251背景介绍1.3荧光产生过程1.3.1激发52020/4/251背景介绍1.3.2去活化62020/4/251背景介绍1.4荧光分类Stokes荧光（溶液中）E荧E激λ荧＞λ激反Stokes荧光（高温稀薄气体中）E荧E激λ荧＜λ激（可能）共振荧光（气体、晶体中）E荧=E激λ荧=λ激72020/4/251背景介绍1.5广义的荧光荧光：光致发光的一种荧光棒•通过两种化学液体混合后发生化学反应发光•化学发光电视机显像管的荧光屏•由阴极射线（高能电子束流）所引起的发光•阴极射线发光萤火虫•生物体的冷发光现象•生物发光82020/4/251背景介绍荧光or萤光“萤”字在古汉语中与“荧”字通假在台湾多称萤光，在中国大陆多称荧光1荧光fluorescence光致发光萤光luminescence生物发光292020/4/252荧光材料分类2.1无机荧光材料以稀土荧光材料为代表稀土离子具有丰富的能级和4f电子跃迁特性吸收能力强，转换率高，且物理化学性质稳定•碱土金属的硫化物（ZnS、CaS）•铝酸盐（SrAl2O4、CaAl2O4、BaAl2O4）基质•稀土镧系元素[铕(Eu)、钐(Sm)、铒(Er)、钕(Nd)等]激活剂102020/4/252荧光材料分类制备方法传统：高温固相法随着新技术的快速更新，发光材料性能指标的提高需要克服经典合成方法所固有的缺陷，一些新的方法应运而生燃烧法、溶胶-凝胶法、水热沉淀法、微波法等YBO3:Eu——橙红色荧光112020/4/252荧光材料分类2.2有机小分子荧光材料有机小分子发光材料种类繁多，它们多带有共轭杂环及各种生色团，结构易于调整，通过引入各种生色团来改变其共轭长度，从而使化合物光电性质发生变化122020/4/252荧光材料分类但是小分子发光材料在固态下易发生荧光猝灭现象，一般掺杂方法制成的器件又容易聚集结晶，器件寿命下降因此众多的科研工作者寻找性能更好的发光材料，高分子发光材料就应运而生了132020/4/252荧光材料分类2.3有机高分子荧光材料有机高分子光学材料通常分为三类：•小分子发光基团挂接在高分子侧链上侧链型•整个分子均为一个大的共轭高分子体系全共轭主链型•发光中心在主链上，但发光中心之间相互隔开没有形成一个共轭体系部分共轭主链型142020/4/252荧光材料分类目前所研究的高分子发光材料主要是共轭聚合物，如聚苯、聚噻吩、聚三苯基胺及其衍生物等152020/4/253荧光材料的应用3.1荧光粉（俗称夜光粉）光致储能在受到光照后，把光能储存起来，再缓慢地以荧光的方式释放出来，所以在夜间或者黑暗处，仍能看到发光，持续时间长达几小时至十几小时。162020/4/253荧光材料的应用把这种材料涂在航空仪表、钟表、窗户、机器上各种开关标志，门的把手等处，也可用各种透光塑料一起压制成各种符号、部件、用品(如电源开关、插座等)。这些发光部件经光照射后，夜间或意外停电、闪电后起床等它仍在持续发光，使人们可辨别周围方向，为工作和生活带来方便把夜光材料超细粒子掺入纺织品中，使颜色更鲜艳，小孩子穿上有夜光的纺织品，可减少交通事故172020/4/253荧光材料的应用3.2反光材料传统的完全反光材料182020/4/253荧光材料的应用荧光在反光材料中的应用不仅能反光，还能在受到光照时辐射出光子，比普通的反光材料看上去更醒目，比如硫系材料192020/4/253荧光材料的应用3.3荧光笔荧光笔有荧光剂，它遇到紫外线时会产生荧光效应，发出白光，从而使颜色看起来有亮眼的荧光感觉202020/4/253荧光材料的应用3.4LED荧光板光学导光面板+荧光笔通电彩色图案212020/4/253荧光材料的应用3.5血迹检验鲁米诺试剂（3-氨基邻苯二甲酰肼与过氧化氢的混合物）可用于血迹检测222020/4/253荧光材料的应用检测过程血红蛋白里面的铁元素催化过氧化氢的分解分解出的氧气可以氧化鲁米诺试剂用紫外线照射发出蓝色荧光232020/4/253荧光材料的应用反应机理242020/4/253荧光材料的应用3.6人民币防伪油墨252020/4/253荧光材料的应用3.7荧光增白剂为了让纸张看上去很白，部分商家会在里面添加荧光增白剂，为有机荧光材料这种增白剂吸收紫外线后发出蓝色的光，与纸张的黄色光叠加后形成白色，达到增白的效果，广泛用于纺织、洗涤剂等多个领域中262020/4/253荧光材料的应用2011年，蓝月亮荧光增白剂事件起诉272020/4/253荧光材料的应用这类物质不会对人产生有害辐射，但应避免遭受其可能的化学毒性危险282020/4/253荧光材料的应用3.8荧光蛋白1962年，日本科学家下村修在水母体内发现292020/4/253荧光材料的应用各种颜色的动物荧光鼠荧光猪荧光鱼302020/4/253荧光材料的应用改造荧光蛋白，对细胞进行标记，监测细胞活动Brightfar-redfluorescentproteinforwhole-bodyimaging——NATUREMETHODS,VOL.4NO.9,SEPTEMBER2007,741-746远红荧光蛋白——Katushka312020/4/253荧光材料的应用2008年诺贝尔化学奖“发现和改造了绿色荧光蛋白”下村脩马丁·查尔菲钱永健322020/4/254总结与展望应用+科研新型荧光材料的研发332020/4/25Thanks!342020/4/25