CN100436566C - 一种有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法 - Google Patents
一种有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法，它是以8-羟基喹啉晶体、氢氧化锂、氢氧化钠为原料，以丙酮和去离子水为溶剂，以丙酮为洗涤溶剂和重结晶溶剂，以氮气为真空升华保护气体，采用新的制备方法和工艺流程、合理的组合配比、精选化学物质原料，通过配制溶液、合成反应、洗涤过滤、重结晶提纯、真空烘干、真空升华提纯，最终得到发蓝光的高纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末产物，2(8-羟基喹啉锂钠)中由于钠离子的存在，在有机电致发光器件中作为发光材料或电子注入材料，其性能都优于8-羟基喹啉锂，2(8-羟基喹啉锂钠)具有成膜性好、荧光寿命长、色纯度高、发光效率高等特点，此产物可广泛应用于电子信息显示和发光照明技术领域，本制备方法工艺流程短、使用设备少、合成成本低、材料来源丰富、产物纯度高，可达99%以上，产物收率高，可达70%以上，是十分理想的蓝光有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法，属有机电致发光材料的研究与材料合成方法的技术领域。
背景技术
自1987年美国柯达公司C.W.Tang首次报道使用8-羟基喹啉铝作有机电致发光器件以来，有机电致发光材料的研究取得众多的成果，越来越多的有机电致发光材料被研发和应用，在众多有机电致发光材料中，8-羟基喹啉有机金属配合物具有成膜性好、发光效率高、发光亮度高、电子传输速率高、玻璃化温度高和合成工艺简单等特点，被广泛应用到各种有机电致发光器件中。
8-羟基喹啉铝、8-羟基喹啉锌和8-羟基喹啉锂是目前最成熟的三种8-羟基喹啉有机金属配合物，8-羟基喹啉锂具有强烈的蓝色荧光效果，将其做成有机电致发光器件后，由于8-羟基喹啉锂发光层与空穴传输层的界面接触处容易形成激基复合物发光，导致了发射光谱的加宽，致使整个发光器件发蓝绿光，而且能影响其发光性能，正是由于这个原因限制了8-羟基喹啉锂作为蓝光有机电致发光材料的应用，将钠离子引入到8-羟基喹啉锂分子中，不仅能实现较纯的蓝光发射，而且更重要的是能改善其发光性能，目前，还没有制备发蓝光的2(8-羟基喹啉锂钠)的理想方法，大都还在探讨研究中，在这一技术领域还是一项科研空白。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的不足，采用一种全新的制备方法，采用过滤、洗涤、重结晶、真空升华提纯等工序制备合成一种高纯度的发蓝光的2(8-羟基喹啉锂钠)，将钠离子引入到8-羟基喹啉锂分子中，减少激基复合物的生成，削弱激基复合物发光对8-羟基喹啉锂发光的影响，达到实现较纯蓝光发射、改善发光性能、延长器件使用寿命的目的。
技术方案
本发明使用的化学物质材料为：8-羟基喹啉晶体、氢氧化锂、氢氧化钠、丙酮、去离子水、氮气，其组合配比是：以g、ml、min、cm3为计量单位
8-羟基喹啉晶体：C9H7ON 1.59g±0.02g
氢氧化锂：LiOH 0.23g±0.02g
氢氧化钠：NaOH 0.22g±0.01g
丙酮：C3H6O 125ml±5ml
去离子水：H2O 10ml±1ml
氮气：N2 30000cm3±300cm3
所需化学物质的最佳配比是：
8-羟基喹啉晶体：C9H7ON 1.59g
氢氧化锂：LiOH 0.23g
氢氧化钠：NaOH 0.22g
丙酮：C3H6O 125ml
去离子水：H2O 10ml
氮气：N2 30000cm3
制备合成方法如下：
1)精选化学物质原料
对使用的化学物质原料要进行精选，并进行纯度控制，化学物质的纯度均≥99％；
2)配制8-羟基喹啉丙酮溶液
将8-羟基喹啉晶体1.59g±0.02g和丙酮25ml±5ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，使其混合溶解，成为8-羟基喹啉丙酮溶液，浓度为70-80g/L；
3)配制氢氧化锂水溶液
将0.23g±0.02g氢氧化锂和5ml±0.5ml去离子水置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，使其混合溶解，成为氢氧化锂水溶液，浓度为40-50g/L；
4)配制氢氧化钠水溶液
将0.22g±0.01g氢氧化钠和5ml±0.5ml去离子水置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，使其混合溶解，成为氢氧化钠水溶液，浓度为40-50g/L；
5)合成2(8-羟基喹啉锂钠)
①安装合成装置
将四口烧瓶置于电热套上，将25ml±1ml的8-羟基喹啉丙酮溶液倒入四口烧瓶中，分别将氮气输气管、滴液漏斗、电动搅拌棒、回流冷凝管分别***四个瓶口中；
②搅拌8-羟基喹啉丙酮溶液
用电动搅拌器搅拌8-羟基喹啉丙酮溶液；
③混合氢氧化锂水溶液和氢氧化钠水溶液
将5ml±0.5ml的氢氧化钠水溶液和5ml±0.5ml氢氧化锂水溶液在烧杯中混合均匀；
④2(8-羟基喹啉锂钠)的合成反应
将氢氧化锂和氢氧化钠混合溶液倒入滴液漏斗中，混合溶液以1-2滴/秒的速度滴入到四口烧瓶中，与8-羟基喹啉丙酮溶液加热搅拌反应合成2(8-羟基喹啉锂钠)，边滴加，边搅拌，边加热，混合溶液滴加完毕后，取下滴液漏斗，再插上温度计控制反应温度保持在50-60℃，在反应过程中要一直保持冷凝回流冷却和氮气输入保护，氮气的输入速度为20-40cm3/min；反应时间为150-180min，反应的化学方程式如下：
⑤反应溶液静置
反应完毕后，关闭电热套、回流冷凝管，停止输入氮气，将反应溶液倒入烧杯中，在常温20℃±3℃下静置180-210min；
⑥过滤
将静置后的溶液倒入内衬一层中速定性滤纸的长颈漏斗中进行过滤，过滤后得到灰绿色沉淀物，即为2(8-羟基喹啉锂钠)初级产物；
6)初级产物洗涤
将过滤得到的灰绿色初级产物置于烧杯中，然后加入25ml±1ml丙酮，用磁力搅拌器搅拌洗涤；
7)过滤
将丙酮洗涤后的混合溶液倒入内衬一层中速定性滤纸的长颈漏斗中进行过滤，得到沉淀物；
8)重结晶提纯四次
2(8-羟基喹啉锂钠)初级产物按照步骤6)和步骤7)进行三次丙酮洗涤和过滤后，将洗涤后的沉淀物倒入烧杯中，加入25ml±1ml丙酮，然后将烧杯置于磁力加热搅拌器上，接通电源开始搅拌加热，温度升至丙酮沸点56℃±2℃，恒温沸腾5-6min；然后趁热倒入真空抽滤瓶上的内衬三层中速定性滤纸的布氏漏斗中，迅速用真空泵抽滤溶有杂质的丙酮溶液，滤纸上得到的滤饼为低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)；
重结晶提纯重复进行三次；
9)真空烘干
将重结晶提纯的产物置于表面皿中，然后置于真空干燥箱中进行烘干，烘干温度为75℃±5℃，烘干时间为120-150min，烘干后的产物即为低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)灰绿色粉末；
10)真空升华提纯2(8-羟基喹啉锂钠)
将低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)灰绿色粉末置于真空升华管的产物舟内，密闭真空升华管，抽取升华管内的空气，抽真空时间为30-40min，保持真空状态，然后向真空升华管内通入氮气，氮气输入速度为40-60cm3/min，开启电阻加热器I、II，开始真空加热升华，电阻加热器I、II的温度分别为370-390℃和280-300℃，加热过程的同时，回流冷凝管的水循环流动冷却，在加热状态下，产物舟内的灰绿色粉末在370-390℃升华为气态，纯的2(8-羟基喹啉锂钠)气态分子沉积在电阻加热器II与回流冷凝管之间的真空升华管内壁的铝箔上，经过120-150min真空加热后，停止加热，随升华管自然冷却至常温20℃±3℃，然后停止输入氮气，停止抽真空，停止回流冷凝管的水循环流动冷却，打开真空升华管，收集附着在铝箔上的浅灰绿色粉末，即高纯度2(8-羟基喹啉锂钠)产物；
11)检测、分析、表征
对合成的高纯度2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末的结构和性能进行检测、分析、表征：
①测定红外吸收光谱、核磁共振谱、元素分析表征产物的结构和纯度；
②用荧光光谱测试仪测试产物的光致发光光谱和色品图；
③将2(8-羟基喹啉锂钠)做成有机电致发光器件，测试其电致发光光谱、色品图、最大发光强度、发光强度随电压变化曲线、电流密度随电压变化曲线，来表征其电致发光性能；
12)包装储存
将合成的高纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末装入棕色磨口玻璃瓶中密封，置于干燥器中避光保存，环境温度为20℃±3℃，相对湿度≤40％，阴凉、干燥环境、要防水、防潮、防火、防晒、防酸碱侵蚀。
所述的2(8-羟基喹啉锂钠)的制备是以8-羟基喹啉晶体、氢氧化锂、氢氧化钠为原料，以丙酮和去离子水为溶剂，以丙酮为洗涤溶剂和重结晶溶剂，以氮气为真空升华保护气体。
所述的低纯度2(8-羟基喹啉锂钠)的制备是用重结晶提纯方式得到的，是在丙酮溶剂的加热沸腾状态下进行的，加热沸腾温度为56℃±2℃，恒温沸腾5-6min，趁热沸腾状态倒入真空抽滤瓶上的内衬三层中速定性滤纸的布氏漏斗中，迅速用真空泵抽滤，滤纸上得到的滤饼为低纯度的灰绿色2(8-羟基喹啉锂钠)，重结晶提纯要重复进行三次。
所述的高纯度2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末的制备是用真空升华提纯方式得到的，是在真空升华管内进行的，将低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)灰绿色粉末置于真空升华管的产物舟内，密闭真空升华管，抽取升华管内的空气，抽真空时间为30-40min，保持真空状态，然后向真空升华管内通入氮气，氮气输入速度为40-60cm3/min，开启电阻加热器I，II，开始真空加热升华，电阻加热器I、II的温度分别为370-390℃和280-300℃，加热过程的同时，回流冷凝管的水循环流动冷却，在加热的状态下，产物舟内的灰绿色粉术在370-390℃升华为气态，纯的2(8-羟基喹啉锂钠)气态分子沉积在电阻加热器II与回流冷凝管之间的真空升华管内壁的铝箔上，经过120-150min真空加热后，停止加热，随升华管自然冷却至常温2℃±3℃，然后停止输入氮气，停止抽真空，停止回流冷凝管的水循环流动冷却，打开真空升华管，收集附着在铝箔上的浅灰绿色粉末，即高纯度2(8-羟基喹啉锂钠)产物。
所述的高纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末发蓝光，在光致发光光谱中最大发射峰波长为473nm，半高宽为76.5nm。
有益效果
本发明与背景技术相比，使制备2(8-羟基喹啉锂钠)成为可能，填补了这一研究领域的空白，采用了全新的制备方法和严密的工艺流程，合成了发蓝光的有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)，通过合理的组合配比、精选化学物质原料、配制溶液、合成反应、重结晶提纯、真空升华提纯，最终得到高纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末。
发蓝光的有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)具有以下优点：
①荧光寿命长，是8-羟基喹啉锂的二倍；
②成膜性好，优于8-羟基喹啉锂；
③电致发光光谱中，光谱半高宽比8-羟基喹啉锂窄，色纯度高；
④器件发光效率高，是8-羟基喹啉锂的二倍；
⑤作为电子注入材料时，不与发光层形成激基复合物，不影响发光层发光，电子注入效率高，器件的起亮电压低，器件的发光亮度大幅度增加。
2(8-羟基喹啉锂钠)由于钠离子的存在，改善了8-羟基喹啉锂的材料性能，改变了8羟基喹啉锂分子的平面结构，2(8-羟基喹啉锂钠)具有刚性的分子结构限制了有机电致发光器件中激发二聚体和激基复合物的生成，有助于提高器件的电流效率，2(8-羟基喹啉锂钠)在有机电致发光器件中被用作蓝光发光层时，发光质量优于8-羟基喹啉锂，最大电流效率高于8-羟基喹啉锂，当2(8-羟基喹啉锂钠)在有机电致发光器件中被用作电子注入层时，在2(8-羟基喹啉锂钠)超薄膜中锂离子和钠离子的同时存在能降低器件的起亮电压、提高器件亮度和电流效率，其各项性能优于8-羟基喹啉锂，与8-羟基喹啉锂相比，2(8-羟基喹啉锂钠)的疏水性有助于改善有机电致发光器件的环境稳定性，可广泛应用于电子信息显示和发光照明技术领域，本制备合成方法工艺流程短，使用设备少，合成成本低，材料来源丰富，合成产物的纯度高可达99％以上，产物的收率可达70％以上，是十分理想的蓝光有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法。
附图说明
图1为工艺流程图
图2为合成2(8-羟基喹啉锂钠)状态图
图3为2(8-羟基喹啉锂钠)的真空升华提纯状态图
图4为2(8-羟基喹啉锂钠)的光致发光光谱图
图5为2(8-羟基喹啉锂钠)的电致发光光谱图
图6为2(8-羟基喹啉锂钠)在单发光层器件中电流密度随电压变化曲线图
图7为2(8-羟基喹啉锂钠)在单发光层器件中发光强度随电压变化曲线图
图8为2(8-羟基喹啉锂钠)作为电子注入层时电流密度随电压变化曲线图
图9为2(8-羟基喹啉锂钠)作为电子注入层时发光强度随电压变化曲线图
图中所示，代号清单如下：
1、电热套，2、控温旋钮，3、气体流量计，4、输气管，5、电动搅拌器，6、滴液漏斗，7、回流冷凝管，8、出水口，9、进水口，10、锥形橡胶塞，11、锥形橡胶塞，12、锥形橡胶塞，13、8-羟基喹啉丙酮溶液，14、氢氧化锂和氢氧化钠混合溶液，15、四口烧瓶，16，真空升华管，17、铝箔，18、电阻加热器I，19、电阻加热器II，20、产物舟，21、真空泵，22、缓冲容器，23、回流冷凝管，24、海绵，25、橡胶密封塞，26、输气管，27、输气管，28、氮气瓶，29、输气管，30、气体流量计，31、输气管，32、橡胶密封塞，33、进水口，34、出水口，35、真空室，36、产物粉末，37、升华管产物区。
实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
图1所示，为制备方法工艺流程图，要严格按照工艺参数进行，按序操作。
对制备所需的化学物质原料要进行严格精选，并进行纯度控制，不得有杂质介入，防止生成副产物，以免影响产物的发光性能。
在制备产物的合成反应中使用的化学物质原料是在预先设置的数值范围内确定的，以g、ml、min、cm3为计量单位，当进行工业化制备时，以kg、L、min为计量单位。
制备产物所需的四口烧瓶、电动搅拌器、磁力搅拌器、磁力加热搅拌器、温度计、滴液漏斗、冷凝回流管、表面皿、真空抽滤瓶、布氏漏斗、定性滤纸、烧杯、真空干燥箱、真空升华管、产物舟、电热套等要保持洁净，不得有杂质介入，以免影响制备和生成副产物。
本发明的发明原理是：
由于8-羟基喹啉锂分子具有很强的分子极性和平面分子结构，在做成有机电致发光器件通入直流电后，一方面8-羟基喹啉锂分子很容易与空穴传输材料在界面处形成激基复合物，另一方面8-羟基喹啉锂分子受到激发后，激发态分子与基态分子形成激发二聚体，不仅能引起8-羟基喹啉锂量子效率的减少和荧光寿命的衰减，而且还能导致电致发光光谱红移、发光强度降低、器件发光效率降低、器件使用寿命缩减，因此限制了8-羟基喹啉锂的应用，为解决这一问题，首先要阻止激基复合物和8-羟基喹啉锂二聚体的生成，在8-羟基喹啉锂分子中加入碱金属钠离子，可改变8羟基喹啉锂分子的平面结构，2(8-羟基喹啉锂钠)具有刚性的分子结构限制了有机电致发光器件中激发二聚体和激基复合物的生成，有助于提高器件的电流效率，当2(8-羟基喹啉锂钠)在有机电致发光器件被用作电子注入层时，在2(8-羟基喹啉锂钠)超薄膜中锂离子和钠离子的同时存在能降低器件的起亮电压、提高器件亮度和电流效率，从根本上解决了8-羟基喹啉锂出现的蓝光纯度低、材料荧光寿命低、荧光量子效率低以及器件发光效率低等问题。
图2所示，为合成2(8-羟基喹啉锂钠)状态图，电热套1的加热温度由控温旋钮2控制，盛有8-羟基喹啉丙酮溶液13的四口烧瓶15置于电热套1上；输气管4通过锥形橡胶塞10***四口烧瓶15中，输气管4的气体流量通过气体流量计3控制；盛有氢氧化钠和氢氧化锂混合溶液14的滴液漏斗6通过锥形橡胶塞11***四口烧瓶15中；电动搅拌器5通过锥形橡胶塞12***四口烧瓶15中；回流冷凝管7直接***四口烧瓶15中，回流冷凝管的上部为出水口8，下部为进水口9。
图3所示，为真空升华提纯2(8-羟基喹啉锂钠)状态图，真空升华管16内壁衬有铝箔17，真空升华管16内部为真空室35，真空升华管16左右端用橡胶密封塞25、32密闭；真空升华管16的右端通过输气管29、31与氮气瓶28连接，氮气的气体流量通过气体流量计30控制；真空升华管16的右部置于电阻加热器18、19中，电阻加热器18温度为370-390℃，电阻加热器19温度为280-300℃，产物粉末36置于真空升华管16内的产物舟20上；在真空升华管16内的铝箔17的中段，即电阻加热器19与回流冷凝管23之间为升华产物区37；真空升华管16的左部被回流冷凝管23环绕，下有进水口33，上有出水口34，在这个位置的真空升华管16内有海绵24；真空升华管16的左端通过输气管26、27与真空泵21和缓冲容器22相连接。
图4所示，为2(8-羟基喹啉锂钠)的光致发光光谱图，图中可见：在光致发光光谱中，2(8-羟基喹啉锂钠)的最大发射峰波长为473nm，半高宽为76.5nm，发蓝光，色纯度好。
图5所示，为2(8-羟基喹啉锂钠)的电致发光光谱图，将2(8-羟基喹啉锂钠)做成有机电致发光器件，器件结构为ITO/CuPc/NPB/(Liq·Naq)2/Al，测试得到电致发光光谱，图中可见：电致发光光谱中2(8-羟基喹啉锂钠)的最大发射峰波长为493nm，半宽高为90nm。2(8-羟基喹啉锂钠)的电致发光光谱与其薄膜的光致发光光谱一致，这是由于钠离子的存在避免了激发二聚体和激基复合物对器件发光颜色的影响作用。
图6所示，为2(8-羟基喹啉锂钠)作为发光层时器件电流密度随电压变化曲线图，将2(8-羟基喹啉锂钠)做成有机电致发光器件，器件结构为ITO/CuPc/NPB/(Liq·Naq)2/Al，测试得到电流密度随电压变化曲线，图中可见：当2(8-羟基喹啉锂钠)作为发光层时，器件表现出良好的二极管电学特性，随着电压的升高电流密度逐渐升高。
图7所示，为2(8-羟基喹啉锂钠)作为发光层时器件发光强度随电压变化曲线图，将2(8-羟基喹啉锂钠)做成有机电致发光器件，器件结构为ITO/CuPc/NPB/(Liq·Naq)2/Al，测试得到发光强度随电压变化曲线，图中可见：当2(8-羟基喹啉锂钠)作为发光层时起亮电压(亮度为1cd/m2)为8V，随着电压的升高发光强度迅速升高，经测试器件的最大发光强度能达到3000cd/m2以上。
图8所示，为2(8-羟基喹啉锂钠)作为电子注入层时器件电流密度随电压变化曲线图，将2(8-羟基喹啉锂钠)做成有机电致发光器件，器件结构为ITO/CuPc/NPB/Alq3/(Liq·Naq)2/Al，测试得到电流密度随电压变化曲线，图中可见：当2(8-羟基喹啉锂钠)作为电子注入层时，器件表现出良好的二极管电学特性，随着电压的升高电流密度显著升高。
图9所示，为2(8-羟基喹啉锂钠)作为电子注入层时器件发光强度随电压变化曲线图，将2(8-羟基喹啉锂钠)做成有机电致发光器件，器件结构为ITO/CuPc/NPB/Alq3/(Liq·Naq)2/Al，测试得到发光强度随电压变化曲线，图中可见：当2(8-羟基喹啉锂钠)作为电子注入层时起亮电压(亮度为lcd/m2)为6V，随着电压的升高发光强度显著升高，经测试器件的最大发光强度能达到4000cd/m2以上。
实施例1
各制取设备、实验仪器处于准工作状态；
精选化学物质原料，并进行纯度控制；
配制8-羟基喹啉丙酮溶液：
8-羟基喹啉晶体1.59g和丙酮25ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，混合溶解，成8-羟基喹啉丙酮溶液，浓度为70-80g/L；
配制氢氧化锂溶液：
将氢氧化锂0.23g和去离子水5ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，混合溶解，成氢氧化锂水溶液，浓度为40-50g/L；
配制氢氧化钠溶液：
将氢氧化钠0.22g和去离子水5ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，混合溶解，成氢氧化钠水溶液，浓度为40-50g/L；
合成2(8-羟基喹啉锂钠)：
四口烧瓶置于电热套上，将回流冷凝管、氮气管、电动搅拌棒、滴液漏斗分别***四个瓶口中；
将8-羟基喹啉丙酮溶液25ml倒入四口烧瓶底部，并用电动搅拌棒搅拌；
将氢氧化锂水溶液5ml和氢氧化钠水溶液5ml在烧杯中混合均匀；
将氢氧化锂和氢氧化钠的混合溶液置于滴液漏斗中，混合溶液以1-2滴/秒的速度滴至四口烧瓶中，与8-羟基喹啉丙酮溶液混合反应；
开启回流冷凝管、输入氮气、氮气输入速度为20-40cm3/min；
开启电热套，反应温度保持在50-60℃；
边滴加，边搅拌，边加热，反应时间为150-180min；
反应完毕后，将反应溶液倒入烧杯中，在常温20℃±3℃下静置180-210min；
过滤静置后的反应溶液，得到灰绿色沉淀物，即初级产物；
丙酮洗涤初级产物，在烧杯中丙酮25ml和初级产物搅拌洗涤；
过滤丙酮洗涤后的初级产物；
重结晶提纯三次：
将烧杯置于磁力加热搅拌器上，加入25ml丙酮和初级产物，开启电源，开始搅拌加热，温度升至丙酮沸点56℃±2℃，恒温沸腾5-6min，趁热倒入真空抽滤瓶上的内衬三层中速定性滤纸的布氏漏斗中，迅速用真空泵抽滤，得到低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)；
真空烘干，温度75℃±5℃，时间120-150min，得到低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)灰绿色粉末；
真空升华提纯：
低纯度的灰绿色粉末置于真空升华管内的产物舟内；
密闭真空升华管，抽出管内空气；
向真空升华内输入氮气，氮气输入速度为40-60cm3/min；
开启回流冷凝管；
开启电阻加热器I、II，温度为别为370-390℃、280-300℃；
在加热状态下，灰绿色粉末在电阻加热器I的370-390℃状态下升华为气态，时间为120-150min，2(8-羟基喹啉锂钠)气态分子沉积附着在电阻加热器II与回流冷凝管之间的真空升华管内壁的铝箔上；
关闭电阻加热器；
随真空升华管自然冷却至常温20℃±3℃；
关闭真空泵，关闭回流冷凝管，停止输入氮气；
打开真空升华管，收集附着在铝箔上的浅灰绿色粉末，即为高纯度2(8-羟基喹啉锂钠)产物；
通过以上工艺程序，完成了制备的全过程。
Claims (4)
1.一种有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：8-羟基喹啉晶体、氢氧化锂、氢氧化钠、丙酮、去离子水、氮气，其组合配比是：以g、ml、cm3为计量单位
8-羟基喹啉晶体：C9H7ON 1.59g±0.02g
氢氧化锂：LiOH 0.23g ±0.02g
氢氧化钠：NaOH 0.22g±0.01g
丙酮：C3H6O 125ml±5ml
去离子水：H2O 10ml±1ml
氮气：N2 30000cm3±300cm3
制备合成方法如下：
1)精选化学物质材料
对使用的化学物质材料要进行精选，并进行纯度控制，化学物质材料的纯度均≥99％；
2)配制8-羟基喹啉丙酮溶液
将8-羟基喹啉晶体1.59g±0.02g和丙酮25ml±5ml置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，使其混合溶解，成为8-羟基喹啉丙酮溶液，浓度为70-80g/L；
3)配制氢氧化锂水溶液
将0.23g±0.02g氢氧化锂和5ml-±0.5ml去离子水置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，使其混合溶解，成为氢氧化锂水溶液，浓度为40-50g/L；
4)配制氢氧化钠水溶液
将0.22g±0.01g氢氧化钠和5ml±0.5ml去离子水置于烧杯中，用磁力搅拌器搅拌，使其混合溶解，成为氢氧化钠水溶液，浓度为40-50g/L；
5)合成2(8-羟基喹啉锂钠)
①安装合成装置
将四口烧瓶置于电热套上，将25ml±1ml的8-羟基喹啉丙酮溶液倒入四口烧瓶中，分别将氮气输气管、滴液漏斗、电动搅拌棒、回流冷凝管分别***四个瓶口中；
②搅拌8-羟基喹啉丙酮溶液
用电动搅拌器搅拌8-羟基喹啉丙酮溶液；
③混合氢氧化锂水溶液和氢氧化钠水溶液
将5ml±0.5ml的氢氧化钠水溶液和5ml±0.5ml氢氧化锂水溶液在烧杯中混合均匀；
④2(8-羟基喹啉锂钠)的合成反应
将氢氧化锂和氢氧化钠混合溶液倒入滴液漏斗中，混合溶液以1-2滴/秒的速度滴入到四口烧瓶中，与8-羟基喹啉丙酮溶液加热搅拌反应合成2(8-羟基喹啉锂钠)，边滴加，边搅拌，边加热，混合溶液滴加完毕后，取下滴液漏斗，再插上温度计控制反应温度保持在50-60℃，在反应过程中要一直保持冷凝回流冷却和氮气输入保护，氮气的输入速度为20-40cm3/min；反应时间为150-180min，反应的化学方程式如下：
⑤反应溶液静置
反应完毕后，关闭电热套、回流冷凝管，停止输入氮气，将反应溶液倒入烧杯中，在常温20℃±3℃下静置180-210min；
⑥过滤
将静置后的溶液倒入内衬一层中速定性滤纸的长颈漏斗中进行过滤，过滤后得到灰绿色沉淀物，即为2(8-羟基喹啉锂钠)初级产物；
6)初级产物洗涤
将过滤得到的灰绿色初级产物置于烧杯中，然后加入25ml±1ml丙酮，用磁力搅拌器搅拌洗涤；
7)过滤
将丙酮洗涤后的混合溶液倒入内衬一层中速定性滤纸的长颈漏斗中进行过滤，得到沉淀物；
8)重结晶提纯四次
2(8-羟基喹啉锂钠)初级产物按照步骤6)和步骤7)进行三次丙酮洗涤和过滤后，将洗涤后的沉淀物倒入烧杯中，加入25ml±1ml丙酮，然后将烧杯置于磁力加热搅拌器上，接通电源开始搅拌加热，温度升至丙酮沸点56℃±2℃，恒温沸腾5-6min；然后趁热倒入真空抽滤瓶上的内衬三层中速定性滤纸的布氏漏斗中，迅速用真空泵抽滤溶有杂质的丙酮溶液，滤纸上得到的滤饼为低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)；
重结晶提纯重复进行四次；
9)真空烘干
将重结晶提纯的产物置于表面皿中，然后置于真空干燥箱中进行烘干，烘干温度为75℃±5℃，烘干时间为120-150min，烘干后的产物即为低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)灰绿色粉末；
10)真空升华提纯2(8-羟基喹啉锂钠)
将低纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)灰绿色粉末置于真空升华管的产物舟内，密闭真空升华管，抽取升华管内的空气，抽真空时间为30-40min，保持真空状态，然后向真空升华管内通入氮气，氮气输入速度为40-60cm3/min，开启电阻加热器I、II，开始真空加热升华，电阻加热器I、II的温度分别为370-390℃和280-300℃，加热过程的同时，回流冷凝管的水循环流动冷却，在加热状态下，产物舟内的灰绿色粉末在370-390℃升华为气态，纯的2(8-羟基喹啉锂钠)气态分子沉积在电阻加热器II与回流冷凝管之间的真空升华管内壁的铝箔上，经过120-150min真空加热后，停止加热，随升华管自然冷却至常温20℃±3℃，然后停止输入氮气，停止抽真空，停止回流冷凝管的水循环流动冷却，打开真空升华管，收集附着在铝箔上的浅灰绿色粉末，即高纯度2(8-羟基喹啉锂钠)产物；
11)检测、分析、表征
对合成的高纯度2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末的结构和性能进行检测、分析、表征：
①测定红外吸收光谱、核磁共振谱、元素分析表征产物的结构和纯度；
②用荧光光谱测试仪测试产物的光致发光光谱和色品图；
③将2(8-羟基喹啉锂钠)做成有机电致发光器件，测试其电致发光光谱、色品图、最大发光强度、发光强度随电压变化曲线、电流密度随电压变化曲线，来表征其电致发光性能；
12)包装储存
将合成的高纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末装入棕色磨口玻璃瓶中密封，置于干燥器中避光保存，环境温度为20℃±3℃，相对湿度≤40％，阴凉、干燥环境、要防水、防潮、防火、防晒、防酸碱侵蚀。
2.根据权利要求1的所叙述的一种有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法，其特征在于：所需化学物质材料的配比为
8-羟基喹啉晶体：C9H7ON 1.59g
氢氧化锂：LiOH 0.23g
氢氧化钠：NaOH 0.22g
丙酮：C3H6O 125ml
去离子水：H2O 10ml
氮气：N2 30000cm3。
3.根据权利要求1所叙述的一种有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法，其特征在于：所述的真空升华管(16)的内壁衬有铝箔(17)，内部为真空室(35)，左右两端为橡胶密封塞(25、32)，左端依次连接输气管(26)、缓冲容器(22)、输气管(27)、真空泵(21)，右端依次连接输气管(29)、气体流量计(30)、输气管(31)、氮气瓶(28)；真空升华管(16)的左外部由回流冷凝管(23)环绕，下有进水口(33)，上有出水口(34)，右外部由电阻加热器(18、19)环绕；真空升华管(16)内的铝箔(17)的中部为升华管产物区(37)，左部有海绵，右部有产物舟(20)，产物舟(20)内盛放产物粉末(36)。
4.根据权利要求1的所叙述的一种有机电致发光材料2(8-羟基喹啉锂钠)的制备方法，其特征在于：所述的高纯度的2(8-羟基喹啉锂钠)浅灰绿色粉末发蓝光，在光致发光光谱中最大发射峰波长为473nm，半高宽为76.5nm。
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| 8-羟基喹啉锂的合成、表征及发光特性. 郝玉英等.发光学报，第25卷第4期. 2004 |
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