[發(fā)明專利]一種Co?雙咪唑基金屬框架化合物及其制備方法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2016-06-02
• 公開（公告）號: CN106083937B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 連照勛;王敏;趙寧;劉萍;安彩霞
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技學(xué)院
• 主分類號: C07F15/06
• 分類號: C07F15/06;C08G83/00;G02F1/355;G02F1/361
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Co-雙咪唑基金屬框架化合物及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

超短脈沖激光在光纖通信、超精細微加工、醫(yī)學(xué)、非線性光學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。獲得超短脈沖激光的主要方法是利用被動鎖模技術(shù)及材料的飽和吸收特性來實現(xiàn)。飽和吸收作為一種非線性吸收現(xiàn)象，通常發(fā)生材料的線性吸收譜的峰值處，這是由于在該峰值處的吸收系數(shù)有很強的光強依賴性。早在20世紀(jì)60年代，飽和吸收已被廣泛應(yīng)用于激光脈沖的壓縮(調(diào)Q和鎖模)，自70年代以來，所研究的大多數(shù)光學(xué)雙穩(wěn)器件都是基于材料的非線性飽和吸收引起的非線性色散效應(yīng)。常用的飽和吸收材料包括納米Si鑲嵌SiO₂薄膜、GaAs、半導(dǎo)體飽和吸收鏡(SESAM)、單壁碳納米管(SWCNTS)、石墨烯等。其中比較成熟的是SESAM，但是傳統(tǒng)的半導(dǎo)體飽和吸收鏡(SESAM)受到材料能隙寬度的限制，對工作波長要求苛刻，制作工藝復(fù)雜，價格昂貴。因此，人們一直在尋找一種既有SESAM的優(yōu)點又具有寬吸收帶和帶寬可調(diào)制的飽和吸收材料。金屬有機配位聚合物是近30年來發(fā)展的一類新型材料。這類材料結(jié)合了有機材料和無機材料的優(yōu)點，因此表現(xiàn)出很多優(yōu)異的性能，如磁性、分離、吸附、催化和熒光等。但是目前關(guān)于金屬有機配位聚合物非線性光學(xué)性能方面的研究還不是很多。Hou等人研究了一些苯并咪唑及其衍生物構(gòu)筑的配位聚合物，這些化合物在溶液狀 態(tài)下表現(xiàn)出了優(yōu)異的非線性反飽和吸收或折射效應(yīng)，但是具有飽和吸收性能的金屬有機配位聚合物還未見報道[Inorg.Chim.Acta.2001，316，140；Inorg.Chem.2002，41，4068]。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷而提供一種制備方法簡單易操作，且成本低廉，能夠在230度以下穩(wěn)定，并且具有很強的三階非線性光學(xué)飽和吸收性能，材料的三階非線性飽和吸收系數(shù)β為-4.55×10^-6m/W，三階非線性極化率為χ⁽³⁾為7.33×10^-8es，能夠廣泛應(yīng)用于激光脈沖壓縮(調(diào)Q和鎖模)等領(lǐng)域的一種Co-雙咪唑基金屬框架化合物及其制備方法與應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：該金屬框架化合物的化學(xué)式為：{Co₂(1，2-BIB)(BTC)}_n，其中，1，2-BIB為1，2-亞甲基咪唑基苯，BTC為去質(zhì)子的1，2，4，5-苯四羧酸。所述金屬框架化合物的結(jié)晶在三斜晶系，P-1空間群，晶胞參數(shù)為：α＝77.450(3)°，β＝85.065(3)°，γ＝84.844(3)°，所述金屬框架化合物的結(jié)構(gòu)單元中包括兩個Co(II)離子，一個1，2-BIB分子和2個位于不同對稱位置的BTC分子片段；兩個Co(II)離子采用不同的配位構(gòu)型，其中一個Co(II)離子分別與五個氧原子和一個氮原子配位，完成六配位八面體構(gòu)型，其中5個氧原子來自三個不同的BTC離子的羧酸根，氮原子來自1，2-BIB分子；另外一個Co(II)離子采用三角雙錐構(gòu)型，分別與四個氧原子和一個氮原子配位，四個氧原子來自三個不同BTC離子的羧酸根，氮原子來自1，2-BIB分子；所述1，2-BIB分子把兩個鄰近的Co(II)離子聚合形成一個二核單元，每個二核單元被四個BTC離子包圍，而每個BTC離子連接四個二核單元，上述連接方式產(chǎn)生 二維的層狀結(jié)構(gòu)。

一種Co-雙咪唑基金屬框架化合物的制備方法，包括以下步驟：

把含Co(II)的過渡金屬鹽，1，2，4，5-苯四羧酸，1，2-亞甲基咪唑基苯和蒸餾水投入到反應(yīng)釜中，攪拌20分鐘，用Na0H調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值，封閉反應(yīng)釜，在120℃恒溫的環(huán)境下反應(yīng)3天，反應(yīng)結(jié)束后，把反應(yīng)釜自然冷卻到室溫，過濾反應(yīng)液，用水和乙醇洗滌濾餅后得到紅色塊狀晶體，在空氣中自然晾干，得到紅色塊狀固體。所述的含Co(II)的過渡金屬鹽，1，2，4，5-苯四羧酸，1，2-亞甲基咪唑基苯和蒸餾水的摩爾比為2∶1∶2∶600。所述的含Co(II)的過渡金屬鹽選自四水合醋酸鈷、六水合硝酸鈷、六水合氯化鈷和七水合硫酸鈷之一。所述用NaOH調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH值中的pH值范圍是2～6。