[發明專利]納米土星型超分子材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910943164.0
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110606958B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 詹順澤;李丹;李經鴻;李明德;張國輝;孫姍姍
• 申請（專利權）人: 汕頭大學;暨南大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;H01L51/42;H01L51/46
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 朱繼超

本發明公開了一種納米土星型超分子材料及其制備方法和應用。通過將2?甲基咪唑、富勒烯、芳香族化合物、三氟醋酸銅的氨水溶液混合后進行經過超聲、加熱、清洗和干燥后制得該納米土星型超分子材料。本發明通過溶劑熱方法一步合成納米土星超分子材料，該制備方法快速、方便、簡單且原料廉價，能夠大量制備納米土星型超分子配合物材料，有利于工業生產與應用。制得的納米土星超分子材料具有較高的熱穩定性，高效的光致電子轉移功能，在光電材料方面具有巨大的應用前景。

技術領域

本發明涉及超分子配位化學領域，具體涉及納米土星型超分子材料及其制備方法和應用。

背景技術

C₆₀分子是一種直徑約0.7nm（范德華直徑約1.0nm）的球形分子，C₇₀分子是一種短軸約0.712nm、長軸約0.796nm的橢球形分子，兩者作為常見的富勒烯，都具有特殊的球面結構特點及電子結構特點，是一種良好的電子受體和能量受體。C₆₀和C₇₀作為客體（guest）分子可以通過其球表面與其它主體（host）分子表面通過非共價鍵的弱相互作用，構筑多種超分子體系。在紫外可見光的刺激下，超分子體系中的主客體之間往往存在著光致能量/電子轉移的性質，使得這類超分子材料在光電功能材料、太陽能電池材料方面受到了廣泛的關注。

納米土星分子是一種富勒烯客體分子被一種納米大環主體分子環繞形成的類似土星及其外圍光環的超分子結構。但目前并沒有內嵌富勒烯的納米土星超分子材料在市面上存在，而且對于制備這種納米土星超分子材料關鍵就在于制備納米土星體系外圍的納米大環分子。這種大環分子往往由6-12個小分子（初級原料）通過共價鍵連接而成，需要通過多步有機合成方法通過多種中間體來制備，而且每一步都需要經過復雜的分離和提純操作，嚴重影響了最終的總產率。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術的不足，提供了內嵌C₆₀的納米土星型超分子材料及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下的技術方案：

提供了一種納米土星型超分子材料，化學式為Cu₁₀(mim)₁₀?C₆₀或Cu₁₀(mim)₁₀?C₇₀，mim為2-甲基咪唑。所述Cu₁₀(mim)₁₀?C₆₀和所述Cu₁₀(mim)₁₀?C₇₀均為三斜晶系，P-1空間群，C₆₀和C₇₀分別通過超分子作用位于Cu₁₀(mim)₁₀配合物的中央。

本發明還提供了一種納米土星型超分子材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、將2-甲基咪唑、富勒烯、芳香族化合物、三氟醋酸銅的氨水溶液混合，超聲處理后（超聲使得混合溶液分散）得到混合溶液A；

步驟二、將混合溶液A加熱至160~180℃后恒溫保持48~72h，再以3~5℃/h的速率降至室溫，制得物質B；

步驟三、將物質B用乙醇清洗（洗去物質B表面的雜質），然后干燥，制得到所述納米土星型超分子材料；

所述芳香族化合物為甲苯、對二甲苯和氯苯中的一種；所述富勒烯為C₆₀和C₇₀中的一種。