[發(fā)明專利]三維羧酸銅富勒烯金屬有機框架材料及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110763073.6
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113501964B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 詹順澤;李丹;張國輝;李明德;陳業(yè)韜
• 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;C09K5/14
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 肖薈萃

本發(fā)明屬光熱功能配位聚合物材料領域，公開了三維羧酸銅富勒烯金屬有機框架材料及其制備方法和應用。其中，該材料的化學式為{[Cu₃(C₅F₆O₄)_3/2(H₂O)₃]₂[(μ₃?η²:η²:η²)₂?C₆₀]·2.5(C₁₁H₁₀)}_n，n為非零的自然數。該材料的制備方法為：將六氟戊二酸、氧化亞銅和C₆₀的1?甲基萘溶液混合后進行經過超聲、加熱、清洗和干燥后制得。本發(fā)明通過溶劑熱合成方法實現了單晶形態(tài)的三維羧酸銅富勒烯金屬有機框架材料的快速制備，制備的材料的光熱轉化效率高達86.19％，并且具有較好的光熱穩(wěn)定性，可以多次循環(huán)使用，在光熱功能材料、激光輔助治療方面有巨大的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及光熱轉化功能配位聚合物材料技術領域，具體涉及三維羧酸銅富勒烯金屬有機框架材料及其制備方法和應用。

背景技術

C₆₀是1985年被報道的第三種碳的同素異形體。C₆₀是由60個碳原子組成的球狀分子，相對分子質量為720，C₆₀具有30個碳碳雙鍵，每個碳原子提供1個p軌道電子相互重疊形成一種包含30對π電子的共軛體系。由于其獨特的球狀分子結構及其電子結構，它在光熱、光電、電學、磁學等特殊的材料領域被廣泛的研究。然而目前C₆₀相關的材料還未有在光熱功能材料方面的研究。

目前設計合成具有高近紅外光熱轉化效率的光熱功能材料主要從以下兩方面入手：1、增進分子的對近紅外光的吸收；2、限制分子的輻射躍遷。而C₆₀配合物同時具有以上兩種性質，是一種理想的用來設計合成具有高近紅外光熱轉化效率的分子。C₆₀配合物材料主要通過[6，6]鍵上的π電子與金屬離子直接配位形成的。金屬的配位作用可以顯著地提高材料對可見光的吸收效率，有利于提高其光熱轉化效率。但現有的C₆₀配合物材料，采用的過渡金屬大多數為Pd、Pt、Ru、Os、Rh、Ir等貴金屬，成本高昂，嚴重制約了其實際應用；此外大多數C₆₀配合物是通過傳統(tǒng)的低溫溶液法制備出來的，即用低沸點溶劑在常溫或不高于溶劑沸點的溫度和在常壓(1個大氣壓)條件下制備出來的。用這些低溫溶液法制備的配合物大多數都是寡核分子型配合物，其光熱轉化能力和光熱穩(wěn)定性十分有限，因此光熱轉化效率不高；同時，一部分配合物屬于無定型納米材料，其晶體結構并不明確，不利于研究其結構與功能性質間的關系。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出一種三維羧酸銅富勒烯金屬有機框架材料及其制備方法和應用，通過在高溫高壓條件下進行溶劑熱反應，制備所得的三維羧酸銅富勒烯金屬有機框架材料具有明確的晶體結構、較高的光熱轉化效率和光熱穩(wěn)定性。

為了克服上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下：

三維羧酸銅富勒烯金屬有機框架材料化學式為{[Cu₃(C₅F₆O₄)_3/2(H₂O)₃]₂[(μ₃-η²:η²:η²)₂-C₆₀]·2.5(C₁₁H₁₀)}_n，n為非零的自然數。其中，μ₃表示C₆₀與3個Cu配位，η²表示Cu與C₆₀的配位方式為一個Cu與C₆₀上的一個C＝C雙鍵配位。