[发明专利]一种形貌可控的铱金属配合物有机荧光纳米粒子及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机纳米材料领域，具体涉及一种基于超分子自组装形成的零维与一维铱配合物有机荧光纳米材料及其制备方法。

背景技术

超分子化学研究基于分子间的非共价键相互作用而形成的分子聚集体的化学领域，它主要研究分子之间的非共价键的弱相互作用，如氢键、配位键、亲水/疏水相互作用及它们之间的协同作用而生成的分子聚集体的自组装、结构与功能。迄今为止，化学界创造了2000万种分子，原则上都可在不同层次组装成大量的、取决于组装体结构具有特殊功能的超分子体系，由此可见，超分子化学开拓了创造新物质与新材料的崭新的无限的发展空间。

在光化学领域磷光重金属配合物例如铱、铂、铼、钌和锇等配合物，由于其卓越的光物理及光化学性质，其在光催化剂、光化学传感器、光化学生物标记等方面已经有大量文献报道。然而作为性能优越的磷光材料，磷光重金属配合物在有机荧光纳米材料方面的研究相对较少。本发明不仅合成了新的磷光金属铱配合物，而且利用超分子自组装的方法，通过铱配合物及其羧酸基团与氨基之间的弱相互作用制备了一种新的铱金属配合物有机荧光纳米粒子，并且通过改变反应液浓度实现了超分子金属配合物纳米材料由零维到一维的转变，拓展了重金属配合物在有机荧光纳米材料方面的沿用。

发明内容

本发明的目的在于制备一种形貌可控的金属配合物纳米粒子。

本发明还提供了上述纳米粒子的制备方法。

一种形貌可控的铱金属配合物有机荧光纳米粒子，具体结构式为：

这种形貌可控的铱金属配合物有机荧光纳米粒子具有球形或线状的形貌。形貌为球形时，粒径在100～500nm；形貌为线形时，宽度在200～400nm。

这种铱金属配合物有机荧光纳米粒子是一种含羧酸的阳离子型金属铱配合物与羧酸通过超分子自组装的作用制备，使铱配合物与1，3，5-三(4，5-二氢-1-氢-咪唑-2-基)苯(Tib)通过电荷作用、氢键、π-π堆积等分子间作用力进行超分子自组装而形成。

铱金属配合物有机荧光纳米粒子为球形时，制备方法包括以下步骤：

1，3，5-三(4，5-二氢-1-氢-咪唑-2-基)苯和二苯基吡啶4，4’-联吡啶二羧酸铱配合物与甲醇混合，搅拌12～48小时后取固体，洗涤；1，3，5-三(4，5-二氢-1-氢-咪唑-2-基)苯与二苯基吡啶4，4’-联吡啶二羧酸铱配合物的摩尔比为1∶3～2∶3；二苯基吡啶4，4’-联吡啶二羧酸铱配合物在甲醇中的浓度为1～3mmol/L。

或者，二苯基吡啶4，4’-联吡啶二羧酸铱配合物与甲醇混合，搅拌12～48小时后取固体，洗涤；二苯基吡啶4，4’-联吡啶二羧酸铱配合物在甲醇中的浓度为1～10mmol/L。

铱金属配合物有机荧光纳米粒子为线形时，制备方法包括以下步骤：

1，3，5-三(4，5-二氢-1-氢-咪唑-2-基)苯和二苯基吡啶4，4’-联吡啶二羧酸铱配合物与甲醇混合，搅拌12～48小时后取固体，洗涤；

1，3，5-三(4，5-二氢-1-氢-咪唑-2-基)苯与二苯基吡啶4，4’-联吡啶二羧酸铱配合物的摩尔比为1∶3～2∶3；二苯基吡啶4，4’-联吡啶二羧酸铱配合物在甲醇中的浓度为5～10mmol/L。

所述1，3，5-三(4，5-二氢-1-氢-咪唑-2-基)苯即Tib的制备方法包括如下步骤：

氮气保护下，取摩尔比为1∶1～2.5∶0.5～1的均苯三甲酸、乙二胺盐酸盐和对甲基苯磺酸，与乙二胺和乙二醇混合，乙二胺与乙二醇的体积比为1∶10～1∶15；对甲基苯磺酸的用量与乙二胺与乙二醇的总量比为0.1～0.2mol/L；

加热升温至150℃～210℃，混合物变成黄色澄清液，回流2～10小时；冷却降温后减压蒸馏除去溶剂，所得到的棕黄色固体用盐酸(10～12mol/L)溶解，缓慢滴加NaOH或KOH溶液(10mol/L～饱和溶液)，有固体析出，继续滴加NaOH或KOH溶液至沉淀不再出现为止；抽滤取固体用水洗涤干燥得到棕黄色固体；再分别用水和乙醇洗涤干燥，得到亮黄色固体Tib。

本发明通过改变反应液浓度可以实现纳米粒子由零维到一维的转变，所得到的产物具有卓越的光性能，能发出560～600nm之间的红色荧光，在光功能有机纳米材料领域具有重大的潜在应用价值。该纳米材料是由含羧酸的阳离子型金属铱配合物与1，3，5-三(4，5-二氢-1-氢-咪唑-2-基)苯(Tib)通过超分子自组装作用而形成的。具有操作简单、条件温和、对设备要求低、没有污染等优点。