[發明專利]一種具有非線性反飽和吸收性質的多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜、制備與應用

有效

• 申請號: 202110516443.6
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN113248754B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 李洪光;李金芮;駱興偉
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L33/12;C08L25/06;C08K9/02;C08K3/04;C08K3/16
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 韓獻龍

本發明提供一種具有非線性反飽和吸收性質的多孔富勒醇?金屬離子絡合物/PMMA膜、制備與應用。制備包括步驟：將富勒醇水溶液和聚苯乙烯微球水分散液混合均勻；加入金屬離子水溶液，混合均勻；加入醋酸/醋酸鈉緩沖液調節pH至5?8；然后經離心、洗滌、刻蝕、重懸凍干得到多孔富勒醇?金屬離子絡合物；將多孔富勒醇?金屬離子絡合物分散于乙醇中得到分散液；所得分散液與聚甲基丙烯酸甲酯的二氯甲烷溶液混合均勻后，室溫靜置成膜得到多孔富勒醇?金屬離子絡合物/PMMA膜。本發明方法制備簡單，所得多孔富勒醇?金屬離子絡合物/PMMA膜透明度高，表現出優異的反飽和吸收性質，在激光防護領域有很大潛在應用價值。

技術領域

本發明涉及一種具有非線性反飽和吸收性質的多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜、制備與應用，屬于光限輻新材料領域。

背景技術

具有非線性光學響應性的材料廣泛應用于光學器件如光存儲、光通信、激光儀器、激光防護等領域。非線性吸收包括飽和吸收和反飽和吸收兩類，其中應用最為廣泛的為反飽和吸收材料，其在弱激光照射下吸收系數近似為線性，而在強激光照射下吸收系數隨輸入光強的增加而增大，從而實現對激光的防護作用。富勒烯是一類典型的反飽和吸收非線性材料，在光學器件方面具有非常大的潛在應用價；但是其溶解度一定程度上限制了其應用范圍；水溶性富勒烯衍生物(羥基化富勒烯即富勒醇，等)的出現打破了其溶解度的限制，大大拓寬了其在生物醫藥等方面的應用范圍。但是由于含氧官能團的引入，破壞了富勒烯的大π共軛結構，因此其非線性光學性能及光限輻效果較原始富勒烯有所下降(X.Zhang,etal.J.Opt.2015,17:015501)。除此以外，研究發現枝狀水溶性富勒烯衍生物在水中的聚集也會影響其非線性光學性能，隨著聚集程度的增加，非線性光學性能下降(K.Iliopoulos,et al.Chem.Phys.Lett.2007,448,243-247)。

因此，能否在保證富勒烯非線性光學性能的基礎上打破其溶解度限制，并保持較好分散性是問題的關鍵。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種具有非線性反飽和吸收性質的多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜、制備與應用。本發明方法制備簡單，其中的多孔富勒醇-金屬離子絡合物分散性良好，能夠均勻的分散在PMMA膜中，所得多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜非線性光學性能好。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種具有非線性反飽和吸收性質的多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜，所述多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜是孔徑為0.3-0.8μm的多孔富勒醇-金屬離子絡合物均勻分散于PMMA膜中。

根據本發明優選的，所述多孔富勒醇-金屬離子絡合物是富勒醇表面羥基和金屬離子配位形成的具有交聯網狀結構的多孔材料。

根據本發明優選的，所述金屬離子為二價鎳離子、二價鈷離子、三價鉻離子、二價鎘離子或三價鋁離子。

根據本發明優選的，所述多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜的厚度為31.8-47.5μm；所述多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜中多孔富勒醇-金屬離子絡合物的含量為0.2-1％；優選的，所述多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜中多孔富勒醇-金屬離子絡合物的含量為0.5％。

根據本發明優選的，所述聚甲基丙烯酸甲酯的相對分子質量為300000-400000，優選為350000。

本發明還提供一種具有非線性反飽和吸收性質的多孔富勒醇-金屬離子絡合物/PMMA膜的制備方法，包括步驟：

(1)將富勒醇水溶液和聚苯乙烯(PS)微球水分散液混合均勻；加入金屬離子水溶液，混合均勻；加入醋酸/醋酸鈉緩沖液調節pH至5-8；然后經離心、洗滌、刻蝕、重懸凍干得到多孔富勒醇-金屬離子絡合物；