[發明專利]二維鈷配合物合成及作為熒光探針、鐵電材料的應用

在審

• 申請號: 201811104120.0
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN110885348A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 王俊;陳寧寧;賈立永
• 申請（專利權）人: 鹽城師范學院
• 主分類號: C07F15/06
• 分類號: C07F15/06;C09K11/06;G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種鈷金屬配合物制備及其在熒光探針、鐵電材料的應用。所述配合物的分子式為[Co(AIP)(TMIB)_0.5·4H₂O]_n；其中，H₂AIP＝5?氨基間苯二甲酸，TMIB＝1，3，5?三(2?甲基?1?咪唑基)苯。所述鈷配合物為鈷離子通過AIP^2?、TMIB配體自組裝而成二維網狀結構。該鈷配合物對三價鐵離子、重鉻酸根離子表現出明顯的熒光猝滅效應，可作為其熒光探針，在環境監測和生命科學領域具有潛在的應用價值。此外該鈷配合物具有優異的鐵電性質：當外加電場800V時，其剩余極化Pr為0.936μC/cm²，矯頑場Ec為352V/cm，飽和極化Ps為1.123μC/cm²，有望成為新型鐵電材料在信息存儲領域有廣闊的應用前景。

關于資助研究或開發的聲明：本發明是在江蘇省政策引導類計劃(產學研合作)一前瞻性聯合研究項目(Grant no.BY2016066-08)的資助下進行的。

技術領域

本發明屬于有機合成和金屬有機化學技術領域，具體涉及到一種1，3，5-三(2-甲基-1-咪唑基)苯和5-氨基間苯二甲酸為配體的鈷配合物的制備及作為三價鐵離子(Fe³⁺)、重鉻酸根離子(Cr₂O₇^2-)熒光探針并且可作為鐵電材料的鈷配合物的應用。

背景技術

三價鐵離子(Fe³⁺)是生命體必需的金屬離子，是制造血紅素和肌血球素、促進維生素B族代謝的必要物質，可參與生物體內多種酶的構成，并在生物細胞內參與許多重要的生化反應。在生物體內，許多酶以Fe³⁺作為催化劑進行新陳代謝，如催化合成DNA與RNA。體內鐵元素不足或者過量將引起諸多疾病，影響人體健康。因此，快速、方便、準確快速地檢測Fe³⁺具有重要意義。

鉻是人類必須的微量元素之一，同時也是重金屬污染物之一。重鉻酸根離子(Cr₂O₇^2-)在冶金、電鍍、顏料生產和木材防腐等工業生產過程中被廣泛應用，而六價鉻是對環境具有嚴重危害的金屬污染物之一，它可以通過水、空氣和食物等途徑進入人體而對健康造成危害。研究表明，六價鉻具有致癌性，它的強氧化性可以損傷DNA并且干擾DNA的修復，同時它還能破壞肝細胞的骨架，甚至導致肝細胞死亡，長期接觸高濃度的六價鉻會導致患呼吸癌的概率大大提高。因此，探索高效準確檢測.Cr₂O₇^2-的方法對于人類健康、環境治理及臨床醫學等領域具有重要意義。

金屬配合物作為熒光探針，可以高靈敏度、高選擇性、快速、方便的檢測各種離子，其獨特的發光性能可能來自于金屬離子與配體之間的電荷轉移、配體內部的躍遷、配體之間的躍遷。此外，金屬配合物具有新穎豐富的多孔結構，在孔穴中引入發光組分也可以實現發光。篩選結構新穎、具備高靈敏度和優異選擇性的配合物熒光探針，實現對特定金屬離子和陰離子檢測識別具有非常重要的研究意義和實用價值。

鐵電材料是一類具有鐵電性質的相變材料。該類材料不僅具有自發極化，且在一定溫度范圍內，其自發極化強度能隨外施電場的方向改變而改變，能在外界電場、磁場、光波、壓力和溫度的刺激下會做出相應的響應，實現機械能、電能、熱能、光能、電磁能等能量之間的轉換，在當今信息功能材料和微電子領域備受重視，在國防、探測、通信等領域具有極為重要的用途。

傳統的含鉛類的陶瓷鐵電體以及鈣鈦礦類型的無機型鐵電體因其在生產中需要煅燒，耗能大、產率低，廢棄物環境污染嚴重，成薄膜難且易脆而不斷被革新。此外，無機型鐵電體難以進行功能設計和修飾的事實進一步限制了該領域的研究進展。與傳統的無機型鐵電體相比，配合物在鐵電材料方面具有合成簡單、成本低、綠色環保、可塑性強、可成膜、性質多樣等優勢越發受到人們的關注。因此，配合物是一種理想的鐵電材料。