[发明专利]一种有机-无机杂化三阶非线性光学晶体材料及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种有机-无机三阶非线性光学晶体材料及其合成方法。

背景技术

非线性光学材料在光电通讯、光学信息处理、全光开关、光计算和集成电路等方面有重要的应用价值。三阶非线性光学材料是实现全光开关、光计算以及相位复共轭的基础，串、并联高位率数据处理的全光器件的效率，取决于光信号耦合时所用三阶非线性材料的性能。无机晶体是最早被研究的非线性光学材料，而且被应用于器件的研制中，有着较为广泛的应用。但无机非线性光学晶体材料响应时间长，制备工艺较困难，可选择种类单一，易潮解等缺点限制了它的应用。近几年来，有机化合物材料的三阶非线性光学性质成为了研究的热点，文献中报道的材料有聚硫苯、二茂铁衍生物等共扼有机聚合物、富勒烯、半导体和原子簇化合物等。有机分子、高聚物非线性光学材料因具有非线性光学系数大，透光波长范围宽，本征开关响应时间快，光学损伤阈值高，加工性能好等优点而受到科学研究者们的关注，但是却具有热稳定性差、可加工性不好、合成复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种不易潮解、合成方法简单、热稳定性高的有机-无机杂化三阶非线性光学晶体材料及其合成方法。

本发明所提供的一种有机-无机杂化三阶非线性光学晶体材料，谷氨酸内修饰的巨轮型纳米多酸晶体的分子式为

Na₂Gd₄[Mo^VI₁₂₆Mo^V₂₈O₄₆₂H₁₄(H₂O)₄₂(HOOCCH₂CH₂CH(NH₃⁺)COO^-)₁₄]·ca.300H₂O

本发明所提供的谷氨酸内修饰的巨轮型纳米多酸晶体的合成方法，包括以下步骤：

将浓度为0.27M GdCl₃水溶液，在搅拌条件下，按照1∶1的体积比，加入到浓度为0.18M Na₂MoO₄水溶液中，混合后有白色沉淀生成，搅拌30min，将白色沉淀抽滤并用少量水冲洗；L-谷氨酸钠溶于浓度为0.5M盐酸溶液中，使L-谷氨酸钠浓度为0.047M，依次将上述白色沉淀和盐酸肼加入到上述L-谷氨酸钠的盐酸溶液中，盐酸肼与L-谷氨酸钠摩尔比为1∶9.4，于70℃的水浴中加热3h，溶液变浅蓝并逐渐加深，白色沉淀逐渐溶解，最终得到蓝色澄清溶液，溶液冷至室温过滤，所得溶液三天后得到蓝色方晶体，过滤，所得固体洗涤，自然风干，即得到有机-无机杂化三阶非线性光学晶体材料。元素分析及ICP结果(％)为C，2.1；H，2.5；N，0.4；Na，0.2；Gd，2.4；Mo，46.9。经红外光谱、紫外光谱、元素分析、ICP及热重分析测定其分子式为

Na₂Gd₄[Mo^VI₁₂₆Mo^V₂₈O₄₆₂H₁₄(H₂O)₄₂(HOOCCH₂CH₂CH(NH₃⁺)COO^-)₁₄]·ca.300H₂O

与现有三阶非线性材料相比较，本发明所提供的有机-无机杂化三阶非线性光学晶体材料(谷氨酸内修饰的巨轮型纳米多酸晶体)具有较大的非线性吸收及非线性折射系数，具有自聚焦性能，在常温下非常稳定，合成方法简单，原料易得，产率高。

附图说明

图1、谷氨酸内修饰的巨轮型纳米多酸晶体的乙醇/水(体积比1∶1)溶液Z-扫描开孔曲线；

其中实线为拟合后的理论曲线，黑色圆点为实际测量值；

图2、谷氨酸内修饰的巨轮型纳米多酸晶体的乙醇/水(体积比1∶1)溶液Z-扫描闭孔曲线；

其中实线为拟合后的理论曲线，黑色圆点为实际测量值；

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明；

图3谷氨酸内修饰的巨轮型纳米多酸晶体的红外谱图；

图4谷氨酸内修饰的巨轮型纳米多酸晶体的紫外谱图；