[发明专利]氰根配合物纳米晶体及其绿色合成方法与应用

说明书

【技术领域】：本发明涉及功能配位聚合物和纳米材料，尤其涉及普鲁士蓝类配合物DyFe(CN)₆·nH₂O(1≤n≤6)纳米级晶体的绿色方法合成及应用。

【背景技术】：功能性配合物的研究一直是无机化学的热门领域。八十年代后期，具有光电磁等性质的功能性材料的发展异常迅猛(W.Kaneko，S.Kitagawa，and M.Ohba，J.Am.Chem.Soc.2007，129，248-249；A.J.Tasiopoulos，A.Vinslava，W.Wernsdorfer，K.A.Abboud，and G.Christou，Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，2117-2121)。近年来，研究发现当物质颗粒处在纳米尺寸时，其自身磁性，荧光等性质都将发生戏剧性的变化。于是有科学家试图将具有光电磁的功能性配位聚合物做成薄膜材料、纳米粒子并研究其性质(D.Li，J.Zhang，K.Landskron，and T.B.Liu，J.Am.Chem.Soc.2008，130，4226-4227；T.Uemura；S.Kitagawa，J.Am.Chem.Soc.2003，125，7814-7815)。但此方面研究仍然处于初级阶段，具有普遍性的合成方法尚未形成。

【发明内容】：有研究表明，配合物处于纳米尺寸时，其自身性质的光、磁等物理化学性质将会呈现惊人的变化，而纳米级配合物的合成及应用目前还很少，急待进一步开发，本发明目的是提供一种“绿色”制备方法合成普鲁士蓝类配合物DyFe(CN)₆·H₂O纳米晶体及应用。

本发明提供的氰根桥联配合物纳米晶体，它是下述化学式的纳米材料：DyFe(CN)₆·H₂O，。

本发明所述的氰根桥联配合物纳米晶体是利用淀粉为分散剂和模板剂，在95℃水热条件下合成出的两种均一形貌的纳米晶体，为纳米级块状或球状晶体。

本发明所述的氰根配合物纳米晶体的绿色合成方法，为无污染可再生的绿色合成方法，包括如下步骤：

第一、以水为溶剂，淀粉为分散剂，将Dy₂O₃和淀粉按质量比1∶18混合后分散于水中，用稀盐酸调pH至2；

第二、将K₃Fe(CN)₆以摩尔比K₃Fe(CN)₆∶Dy₂O₃＝2∶1的比例加入到第一步得到的混合液中混合均匀，装入25ml聚四氟乙烯水热釜内胆，拧紧装入水热箱，在95℃温度下水热反应5小时；

第三、过滤，分别用蒸馏水和乙醇洗涤沉淀，得到粉末状产品即DyFe(CN)₆·H₂O配合物纳米晶体I，配合物纳米晶体I为平均边长50纳米的块形晶体；

第四、蒸馏滤液，得到黄绿色沉淀，分别用蒸馏水和乙醇洗涤后，得到粉末状产品即DyFe(CN)₆·nH₂O的配合物纳米晶体II，配合物纳米晶体II为直径1～15纳米的球形纳米晶体。

在上述制备方法的第一步中，淀粉和水的质量比为1∶59。

本发明所述的配合物纳米晶体可以用作光、电、磁或吸附功能的材料。

本发明的优点和积极效果：

本发明利用“绿色”方法合成DyFe(CN)₆·H₂O纳米晶体。有研究发现，物质的尺寸进入纳米量级时，其结构和原子间的相互作用发生了很大变化，表面能和活性增大，产生了量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，使得纳米微粒和纳米固体表现出特殊的电、光、磁、力学以至生物学等方面的许多奇异的物理、化学性质，具有巨大的应用价值。合成中所用试剂无污染可再生，具有重要的环保意义。本发明具有成本低廉，操作简单，且得到的产品形貌规则，具有良好的稳定性。

【附图说明】

图1是合成的纳米晶体I号产品的TEM图像，属于平均边长为50纳米的块状晶体。

图2是纳米晶体II号产品的TEM图像，球型，平均直径仅为1～15纳米。

图3是II号产品的电子衍射图，由图可进一步确定样品为晶体。

图4是合成的纳米晶体I号产品的变温磁化率曲线，从上面可发现在低温区随温度降低曲线迅速升高，初步判断改纳米晶体显铁磁性。