[发明专利]一种由溶剂诱导策略合成的锌基荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种由溶剂诱导策略合成的锌基荧光材料及其制备方法，属于有机‑无机杂化化合物制备技术领域。本发明通过溶剂诱导合成了三种产物：第一种化合物[Zn₅(bdcpp)₃(DMF)(H₂O)₄]_n，分子式为C₆₆H₄₂N₄O₂₉Zn₅，属C2/m空间群；第二种化合物[Zn₂(bdcpp)(Hbdcpp)]_n，分子式为C₄₂H₁₉N₂O₁₆Zn₂，属Pī空间群；第三种化合物[Zn₂(bdcpp)(DMF)(H₂O)₂]_n，分子式为C₂₄H₂₀N₂O₁₁Zn₂，属C2/c空间群。本发明采用廉价的无机锌盐和有机羧酸为反应物，通过水热法合成了三例同源的具有鲜明结构特征的MOFs材料，是实验室合成的新产物；本发明是一种由溶剂诱导合成的锌基荧光材料，不添加任何昂贵的化学试剂，产物发光强度显著强于起始物；本发明的三例MOFs材料合成方法相同，合成区间不重叠，易于工业化，可广泛应用于化学探针、生物标记、节能技术、显像技术等领域。

技术领域

本发明属于有机-无机化学杂化分子材料制备技术领域，具体为一种由溶剂诱导策略合成的锌基荧光材料及其制备方法。

背景技术

近年来，由金属或金属簇与有机配体组装金属-有机骨架材料(简称：MOFs)的研究引起了广大化学和材料学工作者的广泛关注。功能MOFs材料已经在气体储存、分离、传感器、催化、仿生、光电材料和磁性材料等领域展现了诱人的前景。MOFs材料的快速发展基于金属节点和连接基元的多样性和可设计性，为构筑新颖拓扑结构和迷人的功能MOFs材料提供了更多的选择。同时，MOFs合成过程中的一些外部因素也影响MOFs材料的形成、结构和功能，如，溶剂(比例、极性)、晶化温度、pH值、降温速率、模板剂、外加种晶等。晶体工程的最终目标是实现固体材料中分子自组装的可控合成，然而基于上述因素综合考虑，调控MOFs材料的合成仍然是一项巨大的挑战。其中，溶剂作为MOFs材料合成中的重要影响因素，对材料的微结构形成具有重要作用。溶剂在MOFs材料合成中可以作为配体参与配位；也可以作为客体分子填充孔道；还可以同时扮演配体与客体双重角色；此外，溶剂还可以作为结构导向剂，诱导合成结构甚至性质多样的金属有机骨架。目前，在报道的文献中，系统研究合成MOFs材料的溶剂效应相对较少[高丽娟,王莉,王圣燕,井淑波,高等学校化学学报,2016,37(9):1589]。

在MOFs材料组装过程中，芳香族羧酸化合物有可自由旋转的灵活的羧基基团，其羧基具备不同的去质子化程度，既可以作为氢键给予体又可以作为氢键接受体，是良好的功能构筑单元，可以构筑结构多样的MOFs材料。其中，2,6-双(2',4'-苯二甲酸)吡啶(H₄bdcpp)分子骨架上有一个不饱和的吡啶基团，作为刚性配体有利于形成多孔结构，并且位于2-位的两个羧基能够结合形成稳定的轮桨结构，选择该芳香族羧酸配体构筑MOFs材料具有拓扑结构多样和性能优异的特性[J.Zhao,Y.-N.Wang,W.-W.Dong,Y.-P.Wu,D.-S.Li,Q.-C.Zhang,Inorg.Chem.,2016,55(7):3265]。