[發明專利]鎘基超分子聚合物及其制法與應用

有效

• 申請號: 202110590270.2
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113265064B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 黃坤林;張愿;陳新;胡敏
• 申請（專利權）人: 重慶師范大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C08L33/12;C08L87/00;C08J5/18;C08F120/14;C09K11/06;C09K11/02
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭麗;郭云

本發明提供了一種鎘基超分子聚合物及其制法與應用，鎘基超分子聚合物的化學通式為[Cd₂(Hpip)₂(tpt)₂(H₂O)]_n，屬于單斜晶系，空間群為P2/n，晶胞參數所述化學通式中，組分Hpip^2?是半剛性的三元有機羧酸H₃pip脫去2個質子所得，所述H₃pip和tpt原料結構如圖所示，新物質為基于配位聚合層的超分子聚合物，制備條件溫和，產率可達69％，熱穩定性較高。365nm紫外光下，棒狀晶體呈現較明亮的藍色；室溫下固體樣品在471nm處發射藍色熒光，熒光量子產率為19.32％；制備的CdOSP?PMMA摻雜膜在可見光區469nm處也發射藍色熒光，可以用于制備熒光材料與器件。

技術領域

本申請涉及先進超分子材料領域，更具體地說，它涉及一種鎘基超分子聚合物及其制法與應用。

背景技術

迄今化學物質數以千萬計，物質結構決定性能，性能又反映了結構；這里的結構要素包括微觀構型與構象、超分子作用、空間排列等。超分子作用主要指配位鍵、氫鍵、π-π相互作用、范德華力等。配位鍵和氫鍵廣泛存在于自然界中，具有穩定性、方向性和飽和性等特點，是最常見的超分子結合力。自1987年諾貝爾化學獎以來，超分子作用在基礎科學研究與新材料開發等領域都占據著越來越重要的地位，有序功能超分子(晶態)已經成為創造新材料的重要方向。近年來隨著各種新功能材料的快速發展，人們越來越關注決定晶態材料性能的外在或內在因素以及結構與性能之間的關系。大量的文獻研究表明,即使初始的原料完全相同,改變制備條件中抗衡離子(一般指金屬鹽的陰離子類型與結構)、酸堿性pH、溶劑體系、溫度等某一個因素，所得的物質完全不同；物質結構內在因素中，從原子分子相互作用角度，除了共價鍵、配位鍵等強相互作用外，還包括復雜的氫鍵、π-π相互作用、范德華力等；從空間分布角度，包括復雜的原子空間坐標、周期性排列(230種空間群)、幾何拓撲等等。制備條件、物質結構和性能之間的關系問題，是21世紀化學及相關學科領域的世界性研究難題。

金屬-有機超分子，在整體結構和性能等方面表現出原料、有機超分子和無機超分子所不具備的特征，在光電磁、主客體識別、能量轉換等方面具有良好的性能和應用前景，成為原始創新的重要領域，如功能有機分子和金屬離子組裝的分子機器獲得了2016年諾貝化學獎。另一方面，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，也稱為有機玻璃，具有高透光率、較弱的自吸收、低散射率等特點，是一種性能非常優異的基質型基礎材料。用稀土化合物摻雜PMMA材料，但是成本高，限制了經濟效益，而過渡金屬鹽地殼儲量豐富，商業化來源廣泛，成本低廉。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種鎘基超分子聚合物，測定了精確的微觀結構，該新物質在471nm處出現藍色熒光發射峰，且具有較好的熒光量子產率和較高的熱穩定性，可用于包括PMMA摻雜熒光膜在內的熒光材料與器件的制備，本申請提供一種鎘基超分子聚合物。

一種鎘基超分子聚合物，其化學通式為[Cd₂(Hpip)₂(tpt)₂(H₂O)]_n，屬于單斜晶系，空間群為P2/n，晶胞參數所述化學通式中，組分Hpip^2-是半剛性的三元有機羧酸H₃pip脫去2個質子所得，所述H₃pip結構如式Ⅰ所示；組分tpt結構如式Ⅱ所示，

進一步，所述其微觀晶體結構的不對稱單元中，包含2個Cd²⁺離子、2個Hpip^2-、2個tpt組分和1個配位水分子；每個所述Hpip^2-與2個Cd²⁺離子配位，配位模式如式III所示，其中Cd1為六配位，而Cd2為七配位；所述組分tpt橋聯2個Cd²⁺離子，配位模式如式IV所示；其中，式III和IV中原子數字標記表示來源，數字右上角標為對稱轉換，