[發明專利]一種喹啉配位高分子材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200810034052.5
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101298434A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 姜鵬;施劍林;黃為民;魏晨陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C07D215/30
• 分類號: C07D215/30;C07F5/06;C07F5/00;C07F15/02;C09K11/06
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技術領域

本發明涉及一種喹啉配位高分子材料，具體涉及3，5-二(8-羥基喹啉)-苯甲酸-金屬配位高分子及其制備方法和應用，屬于非線性光學材料領域。

背景技術

非線性光學材料因其在光學非線性諧波產生、光參量放大、光調制、光限和光波導、全光開關、光信號處理和存儲、光放大、光轉換、光空間過濾等領域具有巨大應用前景，受到了越來越多的關注。但要真正讓非線性材料從實驗室走向應用，不但要在非線性光學材料的非線性極化率、熱穩定性、抗激光損傷閾值等方面做進一步的提高，還要有簡化工藝以及降低成本方面的考慮。

有機金屬配位高分子因具有大的分子超極化率以及超快非線性響應等性能上的優勢正在成為非線性光學材料研究的熱點。但大部分有機金屬配位高分子易結晶，因此需要通過制備單晶的方式制作器件。但要得到質量好的、尺寸大的單晶非常的困難，且工藝復雜，成本高。目前文獻報道的有機金屬高分子配合物的非線性測試大都是在溶液中完成。

目前從工藝、成本及應用的角度來看薄膜依然是材料器件化應用的方向。而且盡管分子束氣相外延，物理氣相沉積，LB膜等成膜技術陸續被應用于薄膜的制備，但是基于溶膠凝膠技術的旋涂成膜法確實是一種最為簡單、低成本的制備方式。

發明內容

本發明的目的在于提出一種喹啉配位高分子材料具體涉及3，5-二(8-羥基喹啉)-苯甲酸-金屬配位高分子及其制備方法和應用，所得的喹啉配位高分子材料具有較大的非線性折射率。

本發明提出的喹啉配位高分子材料是通過圖1所示的工藝路線制備的，現陳述如下：

(1)將5-醛基-8-羥基喹啉與3，5-二氨基苯甲酸以摩爾量2∶1的比例加入到甲苯中，加熱回流24～72小時，過濾后并分別用乙醇及三氯甲烷洗滌；

(2)將步驟(1)的產物與按配位比所需的金屬鹽添加到乙醇或甲醇中，攪拌，待溶液澄清。

所述的5-醛基-8-羥基喹啉在傳統文獻報道均有合成，優選的方法為回流反應重結晶法。

所述的金屬鹽優選可溶性金屬鹽，如可溶性金屬鋁鹽、可溶性金屬鎵鹽或可溶性金屬鐵鹽。

所述的可溶性金屬鋁鹽包括氯化鋁、硝酸鋁、氫氧化鋁等。

所述的可溶性金屬鎵鹽包括氯化鎵、硝酸鋁等。

所述的可溶性金屬鐵鹽包括氯化鐵、硝酸鐵等。

本發明提供的3，5-二(8-羥基喹啉)-苯甲酸-金屬配位高分子結構式如圖7。其中M為配位金屬離子，配位數為3～6。優選的金屬離子為鋁或鎵或鐵。

本發明所制得的3，5-二(8-羥基喹啉)-苯甲酸/金屬離子配位高分子材料具有如下特點：

(1)具有較高的非線性折射率。

(2)可以通過改變金屬離子的種類、價態，實現該配位高分子整體性能的調節。

(3)在配體上引入羧基，使本發明所制得的配位高分子易溶于普通醇類。

(4)可通過溶膠凝膠法制膜，工藝簡單，成本低。

(5)不同于一般配位高分子，不結晶，薄膜質量好。

本發明制備的喹啉配位高分子材料可用于非線性光學器件。

附圖說明

圖1本發明提供的3，5-二(8-羥基喹啉)-苯甲酸/金屬離子配位高分子薄膜的工藝路線圖。

圖2?5-醛基-8-羥基喹啉的質譜圖。證明合成該化合物。

圖3?3，5-二(8-羥基喹啉)-苯甲酸的在氘代二甲亞砜溶劑中測得的核磁共振氫譜。證明合成該化合物。

圖4按實施例4工藝制備的配位高分子膜的Z-scan曲線，先谷后峰，表明該材料為自聚焦。經計算得該材料的非線性折射率n₂＝1.06×10^-9esu。

圖5按實施例4工藝制備的配位高分子膜的Z-scan曲線，先谷后峰，表明該材料為自聚焦。經計算得該材料的非線性折射率n₂＝2.51×10^-9esu。

圖6按實施例4工藝制備的配位高分子膜的Z-scan曲線，先峰后谷，表明該材料為自散焦。經計算得該材料的非線性折射率n₂＝-6.92×10^-9esu。

圖7本發明3，5-二(8-羥基喹啉)-苯甲酸-金屬配位高分子結構圖。其中M為配位金屬離子，配位數為3～6。優選的金屬離子為鋁或鎵或鐵。

具體實施方式

以下通過實施例方式說明本發明，但并非僅限于以下實施例。

實施例1