本发明属于高分子光电材料,涉及一种基于纳米纤维素的可降解电致发光器件及其制备方法。
背景技术:
1、柔性电致发光(el)器件作为一种新兴的机械可变形电子器件备受学术界关注。由于具有出色的机械顺应性,它能够适应弯曲、扭曲、折叠等复杂机械条件,并被认为是下一代显示应用的基本技术之一。该器件在众多新兴应用领域备受关注,如广告装饰、可穿戴互动显示器、电子皮肤和可植入设备等。传统的柔性el器件通常使用光滑、高透明度的石油基聚合物基底,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚酰亚胺(pi)、聚醚砜(pes)等。然而,这些材料不可再生、难以降解、容易造成环境污染。因此,为柔性el器件开发可再生和可生物降解基质对于实现可持续性发展至关重要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种基于纳米纤维素的可降解电致发光器件及其制备方法,制备的电致发光器件具有高的力学强度、优异的温度耐受性、柔性、可降解性和可回收性。
2、为达到上述目的,本发明是采用下述技术方案实现的:
3、一方面,本发明提供一种基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,
4、包括以下步骤:
5、s1,以漂白木浆纤维为原料,制备纤维素纳米晶悬浮液;
6、s2,以漂白木浆纤维为原料,制备纤维素纳米纤维悬浮液;
7、s3,将纤维素纳米晶悬浮液与银纳米线进行混合,制得导电复合物悬浮液;
8、s4,将导电复合物悬浮液抽滤到滤膜上,制得电致发光器件的电极膜;
9、s5,将纤维素纳米纤维悬浮液和发光粉混合,制得发光层悬浮液;
10、s6,将发光层悬浮液抽滤到电极膜表面,制得电致发光器件的发光层膜;
11、s7,将另一片电极层膜覆盖在发光层膜表面,制得基于纳米纤维素的可降解电致发光器件。
12、在一些实施例中,步骤s1中,所述纤维素纳米晶悬浮液的制备方法,包括:
13、向naoh溶液中加入粉碎的漂白木浆纤维素进行反应,反应完成后加水洗涤直至ph值为6~8,得到经naoh处理的木浆纤维素;
14、向第一h2so4溶液中加入经naoh处理的木浆纤维素,在油浴下反应得到第一被酸解纤维素;
15、向第一被酸解纤维素中加入蒸馏水静止沉降后,进行透析直至ph值6~8,得到第一透析后的纤维素悬浮液;
16、在冰水浴条件下,对第一透析后的纤维素悬浮液进行均质处理,制得稳定均匀的纤维素纳米晶悬浮液。
17、进一步地,上述步骤s1中,所述naoh溶液的质量分数为18%~21%;
18、第一h2so4溶液的质量分数为58%~61%;
19、油浴温度为43~46℃;
20、在冰水浴条件下,通过高压均质机在600~900bar的压力下对第一透析后的纤维素悬浮液进行均质处理,制得稳定均匀的纤维素纳米晶悬浮液。
21、在一些实施例中,步骤s2中,所述纤维素纳米纤维悬浮液的制备方法,包括:
22、向第二h2so4溶液中加入粉碎的漂白木浆纤维素,在油浴下反应得到第二被酸解纤维素;
23、向第二被酸解纤维素中加入蒸馏水静止沉降后,进行透析直至ph值6~8,得到第二透析后的纤维素;
24、在冰水浴条件下,对第二透析后的纤维素进行均质处理,制得稳定均匀的纤维素纳米纤维悬浮液。
25、进一步地,上述步骤s2中,所述第二h2so4溶液的质量分数为46%~49%;
26、油浴温度为43~46℃;
27、在冰水浴条件下,通过高压均质机在600~900bar的压力下对第二透析后的纤维素悬浮液进行均质处理,制得稳定均匀的纤维素纳米纤维悬浮液。
28、在一些实施例中,步骤s3中,所述银纳米线的加入量为纤维素纳米晶悬浮液中纤维素纳米晶固含量的5~50wt%。
29、在一些实施例中,步骤s4中,所述电极膜的制备方法,包括:
30、将导电复合物悬浮液倒入砂芯抽滤瓶中,通过循环水真空泵将导电复合物悬浮液抽滤到滤膜上,制得电极膜。
31、在一些实施例中,步骤s5中,发光层悬浮液的制备过程中,纤维素纳米纤维与发光粉的质量比为1:1~1:4。
32、在一些实施例中,步骤s7具体包括:将另一片电极膜覆盖在发光层膜表面并放在手动液压机中,以800~1100psi的压强压制得复合膜,将复合膜在35~38℃的温度下干燥,制得可降解电致发光器件。
33、另一方面,本发明提供一种基于纳米纤维素的可降解电致发光器件,通过所述的制备方法制备而成。
34、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果:
35、本发明提供的一种基于纳米纤维素的可降解电致发光器件及其制备方法,使用纤维素纳米晶作为电极层的基底材料,使用纤维素纳米纤维作为发光层的基底材料,制备的电致发光器件具有可降解性;
36、利用降解后回收的发光粉制备的新的电致发光器件保持原来的发光性能和机械性能;
37、纳米纤维素本身具有高长径比和高的杨氏模量,使用纳米纤维素作为电极层和发光层基质,制备的电致发光器件具有高的机械强度;
38、利用纳米纤维素的耐温性,制备的器件可以在很宽的温度范围内工作。
1.一种基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述纤维素纳米晶悬浮液的制备方法,包括:
3.根据权利要求2所述的基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述naoh溶液的质量分数为18%~21%;
4.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述纤维素纳米纤维悬浮液的制备方法,包括:
5.根据权利要求4所述的基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,所述第二h2so4溶液的质量分数为46%~49%;
6.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述银纳米线的加入量为纤维素纳米晶悬浮液中纤维素纳米晶固含量的5~50wt%。
7.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,步骤s4中,所述电极膜的制备方法,包括:
8.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,步骤s5中,发光层悬浮液的制备过程中,纤维素纳米纤维与发光粉的质量比为1:1~1:4。
9.根据权利要求1所述的基于纳米纤维素的可降解电致发光器件的制备方法,其特征在于,步骤s7,具体包括:将另一片电极膜覆盖在发光层膜表面并放在手动液压机中,以800~1100psi的压强压制得复合膜,将复合膜在35~38℃的温度下干燥,制得可降解电致发光器件。
10.一种基于纳米纤维素的可降解电致发光器件,其特征在于:通过权利要求1至9任意一项所述的制备方法制备而成。