[發(fā)明專利]鹵鍵共晶材料及其制備方法和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112374965A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱偉鋼;孫玲杰;胡文平
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C07C25/13
• 分類號: C07C25/13;C07C17/35;C07C17/392;C09K11/06;C30B7/06;C30B29/54
• 代理公司: 天津創(chuàng)智天誠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12214
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明公開了一種鹵鍵共晶材料及其制備方法和應(yīng)用，制備方法包括：將第一組分材料和第二組分材料溶解在有機溶劑中，得到混合溶液，將所述混合溶液滴在基片上，避光靜置10～60min，以使所述有機溶劑揮發(fā)，得到鹵鍵共晶材料，本發(fā)明采用簡易、時間周期短、成本低的溶劑揮發(fā)方法，得到了摩爾比為2:1或1:1的多種鹵鍵共晶材料，生長制備過程的產(chǎn)率全部為100％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機光電功能晶體材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種鹵鍵共晶材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

分子共晶是由兩種或多種有機化合物以一定的化學(xué)計量比通過超分子自組裝結(jié)晶的方式形成的特殊單晶材料。科學(xué)工作者們可以化學(xué)合成或理性篩選共晶的組成材料，進(jìn)而調(diào)控共晶內(nèi)分子間的作用力，實現(xiàn)多功能共晶的設(shè)計與制備。例如，中國科學(xué)院化學(xué)研究所的朱道本等人在大π稠環(huán)體系共晶中發(fā)現(xiàn)了同時具有空穴和電子的雙極性電荷傳輸特性，韓國首爾大學(xué)的Park等人采取“給受體等體積”策略同時得到了高的載流子遷移率遷和高的發(fā)光效率共晶，這些成果使得共晶材料在有機場效應(yīng)晶體管、鐵電體、非線性光學(xué)、光泵浦激光等領(lǐng)域顯示出廣闊的實際應(yīng)用前景。然而到目前為止，共晶的相關(guān)成熟技術(shù)主要應(yīng)用于藥物工程、含能炸藥等方面，而應(yīng)用于光電磁相關(guān)領(lǐng)域的公開發(fā)明專利資料相對較少。主要原因可能如下：一是，具有光電磁活性的單組分材料有一定的π電子共軛度，空間幾何構(gòu)型較大、溶解度低；二是，缺乏共晶單組分材料的篩選原則，并不是任意兩種分子都可以進(jìn)行有效的共結(jié)晶；三是，現(xiàn)報道公開的共晶生長工藝流程復(fù)雜、設(shè)備要求高、耗時較長、晶體的質(zhì)量和尺寸無法精準(zhǔn)控制、產(chǎn)率并未實現(xiàn)100％。例如中國科學(xué)院化學(xué)研究所的趙永生等人在2020年4月21日公開了一種有機共晶增益材料及其制備方法和在激光性能中的應(yīng)用(公開號：CN111039859A)，生長共晶時需要在反溶劑氛圍中進(jìn)行，或者使用兩種溶劑混合揮發(fā)。北京師范大學(xué)的閆東鵬等人在2013年10月2日公開了一種具有多色熒光特性的二苯基惡唑共晶材料及其制備方法(公開號：CN201310298063.5)，生長共晶時需要使用混合溶劑并靜置長達(dá)1-3周，或者加入去離子水后使用超聲振蕩條件。因此，改進(jìn)現(xiàn)有共晶生長制備技術(shù)，發(fā)展簡單、快速、無環(huán)境污染、產(chǎn)率高并具有普適性的方法，發(fā)展新型高性能光電磁功能共晶材料，屬于本領(lǐng)域當(dāng)前急需攻克的關(guān)鍵技術(shù)難題之一。

發(fā)明內(nèi)容

針對分子共晶在有機光電領(lǐng)域中的制備困難、結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系不明確以及最終產(chǎn)物的性能難以預(yù)測等實際情況和技術(shù)難題，本發(fā)明的目的在于提供一種鹵鍵共晶材料的制備方法，該制備方法選擇鹵鍵作為主要的超分子自組裝驅(qū)動力，采用溶液揮發(fā)法生長高質(zhì)量的鹵鍵共晶材料。本發(fā)明的制備方法為一種生長工藝簡單、快速、成本低、產(chǎn)率高、普適性好的溶劑揮發(fā)方法。

本發(fā)明的另一目的是提供上述制備方法獲得的鹵鍵共晶材料。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。

一種鹵鍵共晶材料的制備方法，包括：將第一組分材料和第二組分材料溶解在有機溶劑中，得到混合溶液，將所述混合溶液滴在基片上，避光靜置10～60min，以使所述有機溶劑揮發(fā)，得到鹵鍵共晶材料，其中，按物質(zhì)的量份數(shù)計，所述第一組分材料和所述第二組分材料的比為(1～2):1，所述第一組分材料為4-苯乙烯吡啶(英文簡稱Spe)或1,2-二(4-吡啶基)乙烯(英文簡稱Bpe)，所述第二組分材料為1,3,5-三氟-2,4,6-三碘苯(英文簡稱IFB)或1,4-二碘四氟苯(英文簡稱F₄DIB)。

在上述技術(shù)方案中，所述有機溶劑為乙腈。

在上述技術(shù)方案中，所述避光靜置的溫度為16-28℃。

在上述技術(shù)方案中，所述有機溶劑的體積份數(shù)與所述第一組分材料的物質(zhì)的量份數(shù)的比為5:(10^-5～10^-4)，所述體積份數(shù)的單位為毫升(mL)，所述物質(zhì)的量份數(shù)的單位為摩爾(mol)。

在上述技術(shù)方案中，所述基片為玻璃片。