左螺旋锌-有机配位聚合荧光材料及其制法与应用制造技术

本发明专利技术提供了一种左螺旋锌

【技术实现步骤摘要】
左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料及其制法与应用


[0001]本申请属于先进发光材料领域，具体涉及一种左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料及其制法与应用。

技术介绍

[0002]为深入揭示许多未知的重要生命现象，众多研究人员致力于通过模拟自然环境，仿生合成类生物大分子，以揭示生命体中质子传输、能量传递、信号转导、分子识别等规律。螺旋是一种像螺线及螺丝的扭纹曲线，广泛存在于自然界，是在生物学上常见的形状，例如在DNA及多种蛋白质均可发现这种结构。螺旋可分为左旋、右旋和内消螺旋。在新材料仿生合成领域，制造螺旋体是首选的研究目标。
[0003]利用地热启发的溶剂热技术，通过M
‑
X配位键制备的光敏性金属
‑
有机配位聚合晶态材料，具有结构多样、高纯度、多功能等特点，克服了传统有机发光材料纯度和寿命等弱点，成为了新材料领域的重要研究对象。然而由于化学键合和晶体生长微观过程十分复杂，影响材料结构形成的内外因素很多，如反应条件、结合模式、空间构象等都难以预测，常常所得非所想。尽管已有一些含螺旋结构的金属
‑
有机配位聚合结构报道，然而，单一左旋螺配位聚合物非常罕见。
[0004]青色(Cyan)是印刷色彩四基色之一(CMYK)，青色荧光材料用途广泛。在七色光中，介于蓝绿光二者之间的青光，波长比蓝光长而亮度比绿光高，是近年来倍受关注的有色光，在已报道的荧光材料中，青色荧光材料还比较少见。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料，测定了其精准的微观电子结构；该新物质在蓝光激发下，在485
‑
700nm范围发射较宽的蓝绿色荧光，在525nm和543nm处呈现较强的双荧光峰；可用来制备青色荧光薄膜材料。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料，其化学通式为[Zn(o
‑
Hbpt)(bpeb)(H2O)2]n
，属于正交晶系，空间群为P212121手性空间群，晶胞参数群，晶胞参数所述化学通式中，组分o
‑
Hbpt2‑
是刚性的三元有机羧酸o
‑
H3bpt脱去2个质子所得，所述o
‑
H3bpt结构如式Ⅰ所示；所述组分bpeb结构如式Ⅱ所示，
[0007][0008]进一步，所述聚合荧光材料的配位聚合结构呈现为左手螺旋，在晶体结构不对称
单元中，包含晶体学独立的1个Zn
2+
离子、1个o
‑
Hbpt2‑
、1个bpeb组分和2个配位水分子；每个o
‑
Hbpt2‑
与2个Zn
2+
离子配位，配位模式如式III所示；Zn(II)为六配位模式如式IV所示，其中Zn与1个吡啶N原子、3个羧氧原子和2个水氧原子配位；式III和IV中元素符号右边数字表示不对称单元中各原子的编号，式III中数字右上角标为空间对称转换操作符号，
[0009][0010]进一步，在所述左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料的空间结构中，组分o
‑
Hbpt2‑
和Zn(II)通过Zn
‑
O配位键聚合形成左手螺旋带，可表述为L
‑
螺旋带，单齿配位的bpeb成鱼鳞状伸展在外侧，导致L
‑
螺旋带的宽度达到2.7nm；这个纳米尺度L
‑
螺旋带通过丰富的分子间氢键被其他6条L
‑
螺旋带包围形成三维超分子聚合网络。
[0011]进一步，所述左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料以o
‑
H3bpt、bpeb、Zn(NO3)2·
6H2O和HNO3作为原料，以乙腈和水的混合溶液作为溶剂，采用溶剂热合成法制备。
[0012]进一步，所述制备方法具体包括如下步骤：
[0013](1)将上述原料和溶剂混合形成反应体系，置于密闭容器中；所述原料o
‑
H3bpt:bpeb:Zn(NO3)2·
6H2O和HNO3的物质的量比为1：1：1.5：2～8；所述溶剂乙腈和水的体积比3～5：5～7；
[0014](2)将反应体系置于室温下搅拌10～30min，然后将反应温度升温至110～130℃，反应3
‑
5天，之后自然冷却、过滤、干燥，得到块状晶体。
[0015]进一步，步骤(1)中所述o
‑
H3bpt:bpeb:Zn(NO3)2·
6H2O和HNO3的物质的量比为1：1：1.5：5。
[0016]进一步，所述反应体系中o
‑
H3bpt或bpeb的初始物质的量浓度为3.5mmol/L。
[0017]进一步，步骤(2)中反应温度为120℃，所述干燥是指晶体用蒸馏水洗涤后，室温下在空气中自然干燥。
[0018]采用上述方法制得的左螺旋锌基聚合物荧光材料在制备复合荧光材料中的应用。
[0019]进一步，所述复合荧光材料为青色荧光薄膜材料。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0021](1)本专利技术制备的左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料，是一种三组分金属
‑
有机配位聚合的晶态材料，在其晶体结构中，组分o
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Hbpt2‑
和Zn(II)通过Zn
‑
O配位键聚合形成左手螺旋带，可表述为L
‑
螺旋带；单齿配位的bpeb成鱼鳞状伸展在外侧，导致螺旋带的宽度达到2.7nm；这个纳米尺度L
‑
螺旋带通过丰富的分子间氢键被其他6条L
‑
螺旋带包围形成三维超分子聚合网络；这些新颖的结构特征为新型荧光晶态材料的研究提供了范例。
[0022](2)本专利技术制备的左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料，制备条件温和，纯度高，产率约达83％，在465nm蓝光激发下，在485～700nm范围发射较宽的蓝绿色荧光，在525nm和543nm处呈现较强的双荧光峰。
[0023](3)本专利技术提供的左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料所制备的doped
‑
PMMA掺杂薄膜，在422nm蓝光激发下，其荧光峰波长为495nm；照片显示，薄膜样品在365nm紫外光下呈现较明亮的青色荧光。
附图说明
[0024]图1为本专利技术左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料的X
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射线粉末衍射图；
[0025]图2为本专利技术左螺旋锌
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有机配位聚合荧光材料的热重曲线图；
[0026]图3为本专利技术左螺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料，其特征在于，其化学通式为[Zn(o
‑
Hbpt)(bpeb)(H2O)2]
n
，属于正交晶系，空间群为P212121手性空间群，晶胞参数所述化学通式中，组分o
‑
Hbpt2‑
是刚性的三元有机羧酸o
‑
H3bpt脱去2个质子所得，所述o
‑
H3bpt结构如式Ⅰ所示；所述组分bpeb结构如式Ⅱ所示，2.根据权利要求1所述的左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料，其特征在于，所述聚合荧光材料的配位聚合结构呈现为左手螺旋，在晶体结构不对称单元中，包含晶体学独立的1个Zn
2+
离子、1个o
‑
Hbpt2‑
、1个bpeb组分和2个配位水分子；每个o
‑
Hbpt2‑
与2个Zn
2+
离子配位，配位模式如式III所示；Zn(II)为六配位模式如式IV所示，其中Zn与1个吡啶N原子、3个羧氧原子和2个水氧原子配位；式III和IV中元素符号右边数字表示不对称单元中各原子的编号，式III中数字右上角标为空间对称转换操作符号，3.根据权利要求2所述的左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料，其特征在于，在所述左螺旋锌
‑
有机配位聚合荧光材料的空间结构中，组分o
‑
Hbpt2‑
和Zn(II)通过Zn
‑
O配位键聚合形成左手螺旋带，可表述为L
‑
螺旋带；单齿配位的bpeb成鱼鳞状伸展在外侧，导致L
‑
螺旋带的宽度达到2.7nm；这个纳米尺度L
‑
螺旋带通过丰富的分子间氢键被其他6条L
‑
螺旋带包围形成三维超分子聚合网络。4.一种如权利要求1
‑
3任一所述的左螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄坤林，贾聪聪，陈新，
申请(专利权)人：重庆师范大学，
类型：发明
国别省市：