西北大学&陕科大：一种可用于防伪和光软化WLED的透明纳米纸！

编辑推荐：本文制备的发光纳米纸具有优异的柔韧性、透光性、光学雾度、热稳定性和机械性能。在365 nm激发下实现了从绿色、黄色和红色的出色发光颜色调谐，而这些纳米纸上的254 nm辐射仅发射特征性的粉红色光。因此，发光纳米纸结合了颜色调谐和光开关特性。

稀土金属−有机框架（Ln-MOF）由于其高量子效率、长寿命和特征线性光谱，在防伪和白光发光二极管（WLEDs）中引起了人们的关注。然而，Ln-MOFs也有一些缺点，如发光调制苛刻、透明度低、成膜性差等。

在本研究中，Ln-MOF（Ln=Eu和/或Tb）修饰的TEMPO氧化纤维素纳米纤维被用于制备透明纳米纸和发光调制。相关论文以题目为“Transparentand Hazy Eu x Tb 1−x -Nanopaper with Color-Tuning, Photo-Switching, and White Light-Emitting Properties for Anti- counterfeiting and Light-Softened WLEDs”发表在ACS Sustainable Chemistry Engineering 期刊上。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.0c08741?ref=pdf

稀土（Ln）基发光材料因其量子效率高、线性光谱窄、寿命长、色纯度高等优点，在生物成像、光通信、光照明、荧光防伪等领域得到了广泛的应用。然而，Ln无机荧光粉的制备条件苛刻，无机粒子的透明度低，在实际应用中难以加工。尽管Ln有机荧光粉，如Ln配合物、配位聚合物和金属−有机框架结构（MOF）可以实现高效率的敏化发光，通过“天线效应”实现Ln离子的颜色调谐，以及无机配体的能级匹配。但是，它仍然存在一些缺点，如能量传递过程控制不好和异质Ln材料中的成膜。实现这些目标的有效方法是通过共价、配位或物理掺杂将Ln有机磷光体杂化成聚合物基质，这可以有效地解决成膜问题。

纤维素纳米纤维（CNFs）是一种天然高分子材料，作为一种绿色环保材料受到广泛关注。由碳纤维制备的纤维素纳米纸具有优异的机械和光学性能，如低光吸收和高透光性。纤维素纳米纸和Ln有机荧光粉的杂交反应表明纤维素具有良好的机械性能和透光率，以及Ln有机荧光粉的发光性能。

在本研究中，使用经Ln基MOF（Ln=Eu和/或Tb）修饰的TEMPO氧化CNF制备调色和光开关荧光粉，然后进一步与荧光增白剂复合，以获得用于WLED应用的白色发光纳米纸。所制备的荧光纳米纸具有优异的柔韧性、透光性、光学雾度、热稳定性和机械性能。有趣的是，这种光散射效应也是由WLEDs引起的。这些发光纳米纸巧妙地利用了二羧基咪唑配体、TCNF辅助配体、LN³⁺离子的不同电子构型以及在不同光激发波长下的可调谐能量转移过程来仿造。（文：爱新觉罗星）

图1.纳米纸（a）的异质结修饰示意图和应用于交通灯的示意图（b）。

图2.的寿命在254nm激发和545nm发射（a）下的纳米纸；254nm激发和613nm发射（b）；365 nm激发和545 nm发射（c）；365nm激发和613nm发射（d）；以及在254和365 nm激发（e）下单/异质Ln纳米纸的照片。

图3.的发射光谱（a）和色度图（b）实物照片（c）。