[發明專利]一種三聚氰胺-二醛縮合物及其合成方法和應用

有效

• 申請號: 201210478103.X
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN103012706A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 蒲巧生;高小童;周雷;郭錦秀
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C08G12/32
• 分類號: C08G12/32;C07D251/64;C09K11/06;H01G9/20
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 夏晏平

技術領域

本發明涉及一種熒光納米材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著20世紀90年代以來納米科技的迅速發展，納米材料已成為該領域的一個最有富活力、研究內涵最為豐富的科學分支之一。而熒光納米材料由于其特有的發光機理和光電性能，成為人們爭相研究的熱點。目前研究比較廣泛的熒光納米材料主要包括純的納米半導體發光材料，稀土離子和過渡金屬離子摻雜的納米氧化物、硫化物、復合氧化物和各種無機鹽發光材料等。特別是無機半導體納米材料由于其表面效應，量子尺寸效應，小尺寸效應，宏觀量子隧道效應等獨特的物理、化學特性,從而被廣泛應用于化學、生物、醫學等領域（Angew.?Chem.?Int.?Ed.?2008,?47，7602-7625）。例如，CdTe、CdS、CdSe等量子點被廣泛的應用于DNA、RNA和蛋白質等生命物質的熒光標記（J.?Am.?Chem.?Soc.2001，123，4103-4104）及生物成像（Science?2002，298，1759-1762）。

近年來，有機熒光納米材料由于具有不同于半導體納米材料的光學和電學性能，同時兼具了響應速度快、可進行分子設計和納米材料的尺寸效應等優點不斷受到研究者的青睞，只要有效的改善材料的熱穩定性和機械力學等性能，有機熒光納米材料將在新型光電器件方面具有巨大的潛在應用前景。隨著光電器件納米技術的飛速發展，系統的集成化對器件及其材料尺寸的維度提出了納微化的要求，有機納米材料的光電性能逐漸成為人們關注的熱點（J.?Am.?Chem.?Soc.2001，123，1434）。有機熒光納米材料不同于半導體和金屬晶體，是由弱的范德華作用力結合而成，對其光電性質起決定性影響的不是半導體和金屬晶體的Wannier激子，而是Frenkel激子或有機分子半導體中的電荷轉移（charge-transfer）激子。由于其復雜的分子成分和結構等，有機熒光納米材料還處于初級階段的基礎研究中。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供了一種新型的具有高熒光和強共振瑞利散射性質的有機物納米材料；

本發明的另一目的，是提供上述材料的合成方法及其應用。

本發明的目的通過以下技術方案來具體實現：

一種三聚氰胺-二醛縮合物，其結構如通式（Ⅰ）：

根據該化合物的譜圖，參見圖5-圖6，最終納米顆粒的結構由¹³C?和?¹⁵N?solid-state?NMR進行進一步的確定。在¹³C?CP-MAS?NMR（圖5）中，化學位移在167.06?ppm處的峰為三聚氰胺三嗪環上的C原子的核磁峰，而化學位移在47.96?ppm處的峰對應的是三聚氰胺上的伯胺對乙二醛上的醛基進行親核加成形成的縮醛胺結構中的三級C原子。另外，在¹⁵N?CP-MAS?NMR（圖6）中，化學位移在174.58-179.75?ppm之間的峰為三嗪環上N原子的核磁峰，而化學位移在89.16-103.96?ppm的峰應該歸屬為縮醛胺結構中的仲胺上的N原子。

上述的三聚氰胺-二醛縮合物的合成方法：將三聚氰胺和二醛類化合物按照1-5：3的摩爾比混合放入比色管中，然后加入溶劑二甲基亞砜，超聲溶解至溶液完全澄清，最后將溶液加熱到160-190℃，反應2-10h即可。

作為上述三聚氰胺-二醛縮合物的合成方法的優選方案，所述二醛類化合物選用乙二醛或戊二醛或對苯二醛。

更優的，所述二醛類化合物為乙二醛，其中，三聚氰胺與乙二醛的摩爾比為4：3；或，所述二醛類化合物為戊二醛，其中，三聚氰胺與戊二醛的摩爾比為1：1。

優選的，所述反應在高溫反應釜中加熱至180℃，反應3h。

所述的三聚氰胺-二醛縮合物作為熒光納米材料的應用。

所述的三聚氰胺-二醛縮合物作為染料敏化太陽能電池的應用。將通式（Ⅰ）化合物充當染料敏化劑以吸收太陽光進行光電轉換或代替光散射層重新捕獲未吸收的太陽光。

所述的三聚氰胺-二醛縮合物制作白光LED的應用，將通式（Ⅰ）化合物激發以制作白光LED，所述通式（Ⅰ）化合物的激發波長為300-400?nm，最佳激發波長為330nm。