[發明專利]一種基于螺吡喃結構的新型光致變色鑭系金屬絡合物材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310105891.6
• 申請日: 2023-02-13
• 公開（公告）號: CN116143861A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 楊玉慧;胡磊磊;吳偉;朱姜昆;衛尤豪;高旸陽;江國華
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C07J51/00
• 分類號: C07J51/00;C07F5/00;C09K9/02;B42D25/36
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理有限公司 11562
• 代理人: 許佳

本發明公開了一種基于螺吡喃結構的新型光致變色鑭系金屬絡合物材料及其制備方法和應用。本發明將螺吡喃配體和膽固醇配體以不同摩爾比與鑭系金屬Tbsupgt;3+/supgt;絡合，通過金屬配體配位的非共價相互作用自組裝成鑭系金屬配位絡合物，構建動態光致變色金屬配位絡合物材料，利用鑭系金屬Tbsupgt;3+/supgt;的發射光譜與螺吡喃異構體(MC)的吸收光譜之間一定的重疊，可在鑭系金屬Tbsupgt;3+/supgt;和螺吡喃之間發生能量共振轉移，熒光顏色從Tbsupgt;3+/supgt;特征顏色綠色向螺吡喃異構體(MC)紅色轉變，從而實現新材料多種熒光顏色動態光響應，實現可逆多重信息存儲加密，在信息存儲加密領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及有機固態光致變色材料技術領域，特別是涉及一種基于螺吡喃結構的新型光致變色鑭系金屬絡合物材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著信息技術的高速發展，信息傳輸量與日俱增，信息傳輸速度日益快速便捷，但同時偽造信息和破解安全機密文件比比皆是，開發先進的加密材料和加密技術以提高信息安全性已成為一個全球性問題。目前發光材料因其在存儲、信息記錄與保護、信息安全等方面具有優異的性質而受到廣泛的關注，但大多數發光材料基于其靜態特性或信號，記錄在其中的信息被直接暴露在可見光或近紅外光與紫外光下，在光的激發下通常不可以進行信息的隱藏。而另一方面，基于動態特性的光致變色材料能夠通過可逆異構化、環化或環加成反應響應于外部光化學而顯示出不同的顏色，且這個過程是可逆的，但目前光致變色材料大多僅在兩種狀態間轉化，導致熒光顏色變化單一，信息存儲、數據處理和加密的能力仍然有限，加密信息簡單，易于破解，這也極大地限制了其在信息加密中的高級應用。

近年來，許多研究人員一直致力于探索設計信息存儲加密材料，例如基于鑭系金屬的發光材料，光致變色材料等。但鑭系的發光材料靜態發光的特性導致其應用于信息存儲加密的技術十分受限，光致變色材料又由于僅在兩種狀態之間轉化，顏色變化單一、范圍有限導致加密信息簡單，易于破解。而將兩者材料結合起來可以設計出新型鑭系動態光致變色材料，這種新型材料具有出色的多種熒光顏色動態響應，同時光照是一種環境十分友好的刺激，且可逆，可以很好的實現虛假信息于真實信息的高效切換，因此可以很好的應用于高級信息存儲加密技術。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于螺吡喃結構的新型光致變色鑭系金屬絡合物材料及其制備方法和應用，以解決上述現有技術存在的問題，本發明通過將螺吡喃配體和膽固醇配體以不同摩爾比與鑭系金屬Tb³⁺絡合制備動態光致變色金屬配位絡合物材料，提高并改善螺吡喃光致變色體系，綜合利用物質的靜態和動態特性，實現了光致變色材料熒光顏色從綠色到黃色、再到橙色、最后變為紅色的多級時間梯度的動態轉變，實現了材料多種熒光顏色動態光響應。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種光致變色鑭系金屬絡合物材料，通過螺吡喃配體(SP-3N)和膽固醇配體(L-3N)與鑭系金屬Tb³⁺絡合制備得到；

所述螺吡喃配體的結構為：

所述膽固醇配體的結構為：

進一步地，所述膽固醇配體、螺吡喃配體與鑭系金屬Tb³⁺的摩爾比為(0.90-0.99)：(0.01-0.10)：0.5。

進一步地，所述膽固醇配體、螺吡喃配體與鑭系金屬Tb³⁺的最佳摩爾比為0.95:0.05:0.5。

本發明還提供上述光致變色鑭系金屬絡合物材料的制備方法，包括以下步驟：

將所述螺吡喃配體和膽固醇配體與鑭系金屬Tb³⁺進行絡合制備得到所述光致變色鑭系金屬絡合物材料。