一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用技术

一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用，是将配体H3ImDC加入到混合溶剂中，100℃的烘箱中反应96小时，程序降温得到白色针状晶体，经洗涤和干燥等步骤得到目标产物。该产品在去除370 nm的激发光后，在527 nm处发出青色余晖，本发明专利技术的产品有望在防伪材料等相关领域推广和应用。等相关领域推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于有机功能材料的合成
，具体涉及一种具有磷光发光能力的咪唑基氢键有机框架材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]氢键有机框架（hydrogen
‑
bonded organic framework，HOF）是一类极具吸引力的新型多孔材料，HOF是由有机配体通过氢键相互作用组装而成的，通过π
‑
π、C
‑
H相互作用和范德华力等相互作用使所得到的框架相互作用力进一步加强。该类材料在气体储存与分离、电子与光学材料、化学传感、分子识别、催化和生物医学等领域具有广阔的应用前景。室温磷光（RTP）通常具有比荧光更长的发射寿命，可以赋予相应材料独特的光电特性，随着工业和技术需求的不断增长，RTP材料因其持久的光学特性在生物成像、防伪、光电子器件、化学传感器等领域的潜在应用而受到越来越多的关注。结晶是有效实现RTP最简单和应用最广泛的方法，用于阻断氧气和诱导小分子的结构刚化，分子内的运动受到晶格和分子间相互作用的限制，降低非辐射弛豫通道对三重态激子的湮灭，实现RTP的增强。对于氢键有机框架材料的报道相对不多，本专利技术对该类材料的合成与性能研究不仅对磷光发光的研究提供了新的方法，而且对氢键有机框架材料的功能拓展研究有重要的借鉴意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种具有磷光发光能力的咪唑基氢键有机框架材料及其制备方法。该材料在去除370 nm的激发光后，在527 nm处发出青色余晖。
[0004]本专利技术的目标产物是一种具有磷光发光能力的咪唑基氢键有机框架材料，其基本单元的化学式为：[(H3ImDC)(H2O)]，式中H3ImDC为4,5
‑
咪唑二甲酸。其最小不对称单元包括1个H3ImDC和1个水分子。
[0005]本专利技术中的咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的晶体属于正交晶系，空间群为Fdd2，晶胞参数为：a= 26.0392
ꢀÅ
，b= 28.1700
ꢀÅ
，c= 3.6442
ꢀÅ
，α=β=γ= 90
o
。
[0006]本专利技术中的咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的晶体结构为：该氢键有机框架结构是由4,5
‑
咪唑二甲酸分子和水分子通过氢键连接构筑而成的三维框架结构。本专利技术中的咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的合成方法，包括以下步骤：将一定量的有机配体H3ImDC加入到一定量的 N,N
‑
二乙基甲酰胺和去离子水的混合溶剂中，搅拌下混合均匀，在超声波作用下使反应物全部溶解，100 ℃的条件下反应72小时，降至室温得到白色针状晶体，通过洗涤及真空干燥得到产品。本专利技术中的咪唑基氢键有机框架室温磷光材料具有较优的磷光发光能力。其磷光发射光谱，可参见附图1。
[0007]本专利技术的优点是：本专利技术的制备方法工艺简单，制备周期较短且能耗低。该产品在去除370 nm的激发光后，在527 nm处发出青色余晖，本专利技术的产品为磷光发光相关产品提供了可行的材料
附图：附图1是本专利技术所述的咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的磷光发射光谱附图2是本专利技术所述的咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的最小不对称单元结构附图3是本专利技术所述的咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的三维框架结构
实施方式
[0008]在25 mL的反应釜中加入3 mL N,N
‑
二乙基甲酰胺和3 mL去离子水，搅拌均匀得到混合溶剂。称取0.0312 g（0.2 mmol）有机配体H3ImDC加入到上述反应釜中，在超声波作用下使固体反应物完全溶解。将反应釜密闭放入100 ℃的烘箱中，在该温度下反应72个小时，反应结束后，程序降温24小时至25 ℃，得到白色针状晶体。抽滤，回收溶剂，每次用4 mL N,N
‑
二甲基甲酰胺洗涤，洗涤三次，再用4 mL 95%乙醇洗涤，洗涤三次。真空干燥，得到0.0252 g白色针状晶体产品，产率约为72%。使用如下仪器及方法对产物进行表征：挑选尺寸适中的晶体用于单晶结构分析，单晶衍射数据在Bruker Smart 1000 CCD 衍射仪上收集，用石墨单色器单色化的Mokα射线（λ＝0.71073
ꢀÅ
），1.75
°
≤θ≤27.96
°
。所得化合物属于正交晶系，空间群为Fdd2，晶胞参数为：a= 26.0392
ꢀÅ
，b= 28.1700
ꢀÅ
，c= 3.6442
ꢀÅ
，α=β=γ= 90
o
。晶体结构见附图2和附图3（使用Diamond软件绘制）。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用，其特征是：制备过程中所用的原料是有机物H3ImDC。2.一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用，其特征是：制备过程中所用的溶剂是去离子水和N,N
‑
二乙基甲酰胺的混合溶剂，各溶剂的体积比为去离子水：N,N
‑
二乙基甲酰胺=1：1。3.一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用，其特征是：制备过程中每克H3ImDC需要混合溶剂192 mL。4.一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用，其特征是：制备过程中是在密闭的反应釜中进行，将反应釜放置于100 ℃的烘箱中，反应时间为72小时。5.一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用，其特征是：反应结束后，程序降温24小时至25 ℃。6.一种咪唑基氢键有机框架室温磷光材料的制备方法及应用，其特征是：该...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭硕，贾艳媛，马嘉琪，荣融，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：