[發明專利]一種稀土膦酸鹽光致變色材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811274506.6
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109206445B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 王國明;韓松德;魏麗;劉會巒;馬玉娟
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: C07F5/00
• 分類號: C07F5/00;C09K9/02
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 黃曉敏

本發明屬于雜化材料合成技術領域，涉及一種稀土膦酸鹽光致變色材料及其制備方法，先將金屬源、氟化鋰、有機膦源加入水和甲醇的混合液中，邊攪拌邊加入TPT得到混合物；再混合物裝入帶聚四氟乙烯反應釜的不銹鋼高壓反應容器中晶化7得到結晶性良好的片狀無色晶體；然后所得晶體依次經去離子水洗滌、抽濾，并在室溫下干燥，即制備得到稀土膦酸鹽光致變色材料；其結構新穎，制備工藝簡單，操作方便安全，在紫外燈或太陽光照射下具有可逆的光致變色行為，具有裸眼可見的顏色變化。

技術領域：

本發明屬于雜化材料合成技術領域，涉及一種稀土膦酸鹽光致變色材料及其制備方法。

背景技術：

金屬膦酸鹽具有豐富的結構及多樣的性能，目前報道的金屬膦酸鹽性質主要聚焦于熒光、磁、吸附、質子導電等，例如，南京大學鄭麗敏教授總結過渡金屬膦酸鹽磁性材料的構筑策略(Coord.Chem.Rev.,2016,319,63-85)及金屬膦酸鹽的質子導電(Coord.Chem.Rev.,2018DOI:10.1016/j.ccr.2017.11.029)。Clearfield和Konar等總結有機膦酸高核過渡金屬籠的構筑策略及磁行為(Acc.Chem.Res.,2016,49,1093-1103)；Chandrasekhar等總結金屬膦酸簇合物的合成策略(Chem.Rev.,2015,115,6854-6965)；西安交通大學鄭彥臻教授課題組構筑系列基于有機膦酸的過渡金屬-Gd簇合物，并且這些簇合物具有多樣的磁行為和較大的磁熵變(J.Am.Chem.Soc.,2012,134,1057-1065；Chem.Sci.,2011,2,99-102；Angew.Chem.,Int.Ed.,2011,50,3692-3695；Chem.Eur.J.,2012,18,4161-4165)。毛江高研究員總結稀土膦酸鹽的結構與熒光性質(Coord.Chem.Rev.,2007,251,1493-1520)；Clearfield等總結常規金屬膦酸鹽框架以及非常規金屬膦酸鹽框架(Chem.Rev.,2012,112,1034-1054)；Costantino等總結基于三膦酸配體的剛性金屬膦酸鹽框架材料(Eur.J.Inorg.Chem.,2016,2016,4300-4309)。從基礎研究和實際應用的角度出發，拓展金屬膦酸鹽的性質并揭示其潛在的構效關系，不僅可以豐富和發展膦酸鹽的合成化學和材料化學，而且為新型金屬膦酸鹽材料的開發及應用研究提供指導。

光致變色材料是在一定的波長和強度的光作用下發生顏色變化的物質，且這種改變一般是可逆的，該類材料在分子開關、檢測、生物、分子機器等領域展現出誘人的應用前景，根據材料的屬性，光致變色材料主要分為三類：無機光致變色材料、有機光致變色材料、無機-有機雜化光致變色材料(簡稱雜化光致變色材料)。由于雜化材料不僅能夠保持或改善各組分特征，而且還能根據各組分間的協同作用產生新性能，因此，雜化光致變色材料受到研究者廣泛關注。盡管諸多雜化光致變色材料被報道，但雜化光致變色材料的新家族仍然有限，構筑具有寬響應范圍、高靈敏度及良好可逆性的穩定雜化光致變色材料，仍然極具挑戰性。另外，很多光致變色體系的影響因素和內在機制還不甚了解。金屬膦酸鹽具有結構穩定、多樣(離散簇、低維聚合物、高維框架)及豐富的主客體化學等特點，這為新型雜化光致變色材料的構筑提供可能。因此，設計一種新型結構的土膦酸鹽光致變色材料，以光致變色功能為導向，基于晶體工程策略及有機模板導向合成方法構筑稀土膦酸鹽光致變色材料并研究其光致變色機理。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，設計提供一種稀土膦酸鹽光致變色材料及其制備方法，基于晶體工程策略、有機模板導向合成方法及分子層面的設計，通過對缺電子的多吡啶單元(2,4,6-三(4-吡啶)-1,3,5-三嗪,2,4,6-tri(4-pyridyl)-1,3,5-triazine,TPT)、富電子的有機膦酸(羥基乙叉二膦酸,1-hydroxyethylidenediphosphonate,[CH₃C(OH)(PO₃)₂],HEDP)以及稀土金屬的組裝研究，制備出一例具有可逆光致變色行為的雜化材料，為該類材料的設計合成及應用研究提供參考。