[發明專利]一種有機磷酸鋅光致變色材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610648624.3
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN106281301B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 王國明;李金花;韓松德;鮑珍珍
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C09K9/02
• 分類號: C09K9/02;C07F9/38
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

本發明屬于光致變色材料及其制備技術領域，涉及一種有機磷酸鋅光致變色材料及其制備方法，將鋅源、有機磷源、有機模板劑和水混合均勻后裝入帶聚四氟乙烯反應釜的不銹鋼高壓反應容器中，在145?160℃晶化5～8天得到結晶性良好的淡黃色晶體；再所得淡黃色晶體依次經去離子水洗滌、抽濾，并在室溫下干燥制備得到有機磷酸鋅光致變色材料，其分子式為[H₃TPT][Zn₃(CH₃C(O)(PO₃)₂)(CH₃C(O)(PO₃)₂H)]·H₂O,分子量為950.48，晶體學數據為Z＝2，空間群為P?1；制備方法簡單，操作方便，成本低，環境友好，重復性好。

技術領域：

本發明屬于光致變色材料及其制備技術領域，涉及一種新型過渡金屬有機磷酸鹽可逆變色材料及其制備工藝，特別是一種有機磷酸鋅光致變色材料及其制備方法。

背景技術：

光致變色是指化合物在一定波長或強度光照作用下分子結構的轉變，導致其對光的吸收峰值的相應改變，即顏色的變化。光致變色材料系指受到光源激發后能夠發生顏色變化的一類材料，因其在防偽、存儲、開關器件等諸多領域的實際或潛在應用引起研究者極大興趣。分子基光致變色材料具有結構可調控性和功能可裁剪性的優勢。金屬磷酸鹽體系受到研究者的廣泛關注和深入探究，向金屬磷酸鹽體系引入合適的缺電子基團有助于光致變色材料的制備。金屬磷酸鹽體系作為電子給體，在光照或者其他激發條件下能夠向作為缺電子受體的基團傳遞電子，發生分子內電荷轉移，誘導光致變色行為的產生。

迄今為止，已報道的金屬磷酸鹽中磷源多是無機磷(磷酸或亞磷酸)，有機磷酸的研究相對較少，這是因為：一方面，相比于無機磷酸，有機磷酸的組分更加多元化，且易官能團化便于材料結構的調控，金屬-有機磷酸材料研究更加有利于獲得新型分子基光活性材料；另一方面，電子受體的合理選擇與引入是光致變色材料構筑的關鍵。向金屬磷酸鹽體系中引入多吡啶有機基團，將有助于光致變色材料的制備。2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪具有多吡啶基團和缺電子基團，有望用于光致變色材料的構筑。因此，需求一種有機磷酸鋅光致變色材料及其制備方法，通過選擇合適的電子給體和電子受體，構筑分子基光致變色材料，通過對有機磷酸(電子給體)和多吡啶配體2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪(電子受體)以及金屬源的組裝研究，設計并制備出一例分子基光致變色新材料。

發明內容：

本發明目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種有機磷酸鋅光致變色材料及其制備方法，通過對羥基乙叉二磷酸(電子給體)、2,4,6-三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪(電子受體)以及氧化鋅的組裝研究，制備出具有快速效應的光致變色晶態材料，實現分子基光致變色材料的構筑，為該類材料的設計合成及應用研究提供指導。

為了實現上述目的，本發明所述有機磷酸鋅光致變色材料具有二維層狀結構，其中鋅原子有四配位和六配位兩種配位模式，有機磷上的每個磷原子都與周圍的三個氧配位，有機磷與鋅原子交替連接構成二維層狀結構，質子化的有機胺分子通過氫鍵的作用力填充在層與層之間，其分子式為[H₃TPT][Zn₃(CH₃C(O)(PO₃)₂)(CH₃C(O)(PO₃)₂H)]·H₂O,分子量為950.48，晶體學數據為Z＝2，空間群為P-1。

本發明制備有機磷酸鋅光致變色材料的具體過程為：

(1)、將鋅源、有機磷源、有機模板劑和水混合均勻得到混合物，其中有機磷源與鋅源的摩爾比為0.63：1，有機模板劑與磷源的摩爾比為0.24：1，有機模板劑與鋅源的摩爾比為0.15：1，水與磷源的摩爾比為49：1。