[發明專利]一種有機-無機雜化三階非線性光學晶體材料及其合成方法

無效

• 申請號: 201010140796.2
• 申請日: 2010-04-02
• 公開（公告）號: CN102212879A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 周云山;湯萬旭;張立娟;李豫豪
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C30B29/00
• 分類號: C30B29/00;G02F1/355
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明屬于功能材料領域，具體涉及一種有機-無機三階非線性光學晶體材料及其合成方法。

背景技術

非線性光學材料在光電通訊、光學信息處理、全光開關、光計算和集成電路等方面有重要的應用價值。三階非線性光學材料是實現全光開關、光計算以及相位復共軛的基礎，串、并聯高位率數據處理的全光器件的效率，取決于光信號耦合時所用三階非線性材料的性能。無機晶體是最早被研究的非線性光學材料，而且被應用于器件的研制中，有著較為廣泛的應用。但無機非線性光學晶體材料響應時間長，制備工藝較困難，可選擇種類單一，易潮解等缺點限制了它的應用。近幾年來，有機化合物材料的三階非線性光學性質成為了研究的熱點，文獻中報道的材料有聚硫苯、二茂鐵衍生物等共扼有機聚合物、富勒烯、半導體和原子簇化合物等。有機分子、高聚物非線性光學材料因具有非線性光學系數大，透光波長范圍寬，本征開關響應時間快，光學損傷閾值高，加工性能好等優點而受到科學研究者們的關注，但是卻具有熱穩定性差、可加工性不好、合成復雜等缺點。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種不易潮解、合成方法簡單、熱穩定性高的有機-無機雜化三階非線性光學晶體材料及其合成方法。

本發明所提供的一種有機-無機雜化三階非線性光學晶體材料，谷氨酸內修飾的巨輪型納米多酸晶體的分子式為

Na₂Gd₄[Mo^VI₁₂₆Mo^V₂₈O₄₆₂H₁₄(H₂O)₄₂(HOOCCH₂CH₂CH(NH₃⁺)COO^-)₁₄]·ca.300H₂O

本發明所提供的谷氨酸內修飾的巨輪型納米多酸晶體的合成方法，包括以下步驟：

將濃度為0.27M?GdCl₃水溶液，在攪拌條件下，按照1∶1的體積比，加入到濃度為0.18M?Na₂MoO₄水溶液中，混合后有白色沉淀生成，攪拌30min，將白色沉淀抽濾并用少量水沖洗；L-谷氨酸鈉溶于濃度為0.5M鹽酸溶液中，使L-谷氨酸鈉濃度為0.047M，依次將上述白色沉淀和鹽酸肼加入到上述L-谷氨酸鈉的鹽酸溶液中，鹽酸肼與L-谷氨酸鈉摩爾比為1∶9.4，于70℃的水浴中加熱3h，溶液變淺藍并逐漸加深，白色沉淀逐漸溶解，最終得到藍色澄清溶液，溶液冷至室溫過濾，所得溶液三天后得到藍色方晶體，過濾，所得固體洗滌，自然風干，即得到有機-無機雜化三階非線性光學晶體材料。元素分析及ICP結果(％)為C，2.1；H，2.5；N，0.4；Na，0.2；Gd，2.4；Mo，46.9。經紅外光譜、紫外光譜、元素分析、ICP及熱重分析測定其分子式為

Na₂Gd₄[Mo^VI₁₂₆Mo^V₂₈O₄₆₂H₁₄(H₂O)₄₂(HOOCCH₂CH₂CH(NH₃⁺)COO^-)₁₄]·ca.300H₂O

與現有三階非線性材料相比較，本發明所提供的有機-無機雜化三階非線性光學晶體材料(谷氨酸內修飾的巨輪型納米多酸晶體)具有較大的非線性吸收及非線性折射系數，具有自聚焦性能，在常溫下非常穩定，合成方法簡單，原料易得，產率高。

附圖說明

圖1、谷氨酸內修飾的巨輪型納米多酸晶體的乙醇/水(體積比1∶1)溶液Z-掃描開孔曲線；

其中實線為擬合后的理論曲線，黑色圓點為實際測量值；

圖2、谷氨酸內修飾的巨輪型納米多酸晶體的乙醇/水(體積比1∶1)溶液Z-掃描閉孔曲線；

其中實線為擬合后的理論曲線，黑色圓點為實際測量值；

以下結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明；

圖3谷氨酸內修飾的巨輪型納米多酸晶體的紅外譜圖；

圖4谷氨酸內修飾的巨輪型納米多酸晶體的紫外譜圖；