[發明專利]一種具有熒光性能的三維鉛配位聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201710037496.3
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106800659B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 尹國杰;胡鵬飛;楊剛賓;王世民;張斌;李冬;王英曉;趙振宇
• 申請（專利權）人: 洛陽理工學院
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C09K11/06
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)41120
• 代理人: 炊萬庭

技術領域

本發明涉及金屬有機配位聚合物合成技術領域，具體涉及一種具有熒光性能的三維鉛配位聚合物及其制備方法。

背景技術

金屬-有機配位聚合物作為當今無機和材料化學的重要研究主題之一，不僅具有結構美學價值，而且在發光、磁性、吸附、儲氫、催化和分離等領域具有良好的應用前景。特別是，通過金屬離子與有機多功 能配體的配位來構筑具有高熱穩定性結構和特種物化性能的配位聚合物已經引起了人們的極大興趣。然而設計和構筑這類具有特殊結構和功能的材料屬于創新技術，具有很大的挑戰性，特別是兼具較好熱穩定性和熒光性能的材料。近年來，一些具有高熱穩定性，或者具有熒光性能的配位聚合物已被廣泛研究，并取得了一定的成果，但在這些配位聚合物中，同時兼具較好熱穩定性和熒光性能的材料卻鮮有報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有熒光性能的三維鉛配位聚合物及其制備方法，反應條件溫和，制備過程簡單，成本低廉，且制得的三維鉛配位聚合物具有熒光性能和較好穩定性。

本發明實現上述技術目的采用的技術方案是：一種具有熒光性能的三維鉛配位聚合物，所述配位聚合物的分子式為C₄₀H₃₈O₁₉Pb₄，配位聚合物的結構單元屬于單斜晶系，晶胞參數為：a = 26.8855(11) ?，b = 18.7782(7) ?，c = 8.4482(3) ?，α＝γ＝90°，β＝92.116(2)°；配位聚合物的不對稱單元中包含四個Pb離子，四個1，3-二苯乙酸離子和三個H₂O分子，其中有一個水分子與Pb配位，另外兩個水分子作為溶劑分子分散于晶體之中，在晶體中存在四種配位環境不同的Pb離子，其中Pb1是五配位的，與四個羧基中的氧原子[ Pb1-O = 2.559 (12)- 2.681 (19) ?]和一個水分子中的氧原子[ Pb1-O15 = 2.59(2) ?]進行配位；Pb2是六配位的，與六個羧基中的氧原子[ Pb2-O = 2.391 (13)- 2.755 (12) ?] 進行配位；Pb3是七配位的，與七個羧基中的氧原子[ Pb3-O = 2.514 (12)- 2.743(10) ?] 進行配位；Pb4是五配位的，與五個羧基中的氧原子[ Pb4-O = 2.478 (16)- 2.693 (10) ?] 進行配位，在1，3-二苯乙酸離子的橋聯作用下，形成具有三維骨架結構的配位聚合物。

上述具有熒光性能的三維鉛配位聚合物的制備方法：包括以下步驟：

（1）在室溫攪拌條件下，將Pb(NO₃)₂?6H₂O和1,3-苯二乙腈溶于蒸餾水中，并調節溶液PH值為2.5，備用；

（2）將步驟（1）得到的溶液轉移到內襯有聚四氟乙烯的高壓反應釜中，密封后置于130-132℃的烘箱內，反應72-80h，反應完成后，以1.5℃/h的速度慢慢冷得到無色片狀晶體，過濾，依次用蒸餾水和乙醇洗滌，晾干，得到三維鉛配位聚合物。

作為本發明一種具有熒光性能和較好穩定性的三維鉛配位聚合物的制備方法的進一步優化：所述步驟（1）中Pb(NO₃)₂?6H₂O和1,3-苯二乙腈的加入摩爾量之比為1:2。

有益效果

其一、本發明的三維鉛配位聚合物具有較強的熒光性，配位聚合物在制備過程中，配體中的氰基首先轉化為羧基然后與金屬鉛進行配位，在激發光譜為λex=341nm的條件下出現強的發射峰λem = 408 nm，它的熒光發射可能主要歸因于金屬-配體間的電子傳遞(MLCT)作用而引起的熒光；

其二、本發明的三維鉛配位聚合物具有較好的熱穩定性，配合物的TG曲線顯示出化合物具有較好的熱穩定性，雖然在100℃左右晶體中的溶劑水分子開始失去，但晶體的基本框架依然存在，一直持續到279℃有機配體才開始失重，導致結構框架坍塌。配合物具有較好的熱穩定性的原因歸結于緊密堆積三維框架構型；

其三、本發明三維鉛配位聚合物的制備工藝簡單，且生產效率高，設備投資少，同時整個生產過程基本無污染，符合可持續發展要求。

附圖說明

圖1為本發明三維鉛配位聚合物的晶體結構圖；

圖2為本發明三維鉛配位聚合物的三維骨架結構圖；

圖3為本發明實施例1中所制備產物的TG曲線；