[发明专利]一种红色荧光镉配位聚合物、其制备方法及应用

说明书

本发明涉及有色荧光材料领域，具体一种红色荧光镉配位聚合物，其化学组成为{[Cd₃(H₂O)₂(tpc)₂(Hntb)₂](H₂O)}_n，其为有机配体键合Cd²⁺形成二维配位聚合物，结构内含稀有的W型大环，本发明还提供了该聚合物的制备方法，产率可达49％，该聚合物在水、乙醇、乙腈、DMF等常见溶剂中稳定，热稳定性较高，其在自然光和365nm紫外光下均呈现酒红色；受415nm光激发，在596nm处出现红色荧光发射峰，是红色荧光材料，该新物质可用于油墨、涂料、颜料等光敏性复合材料制备及对MoO₄^2‑阴离子紫外可见光谱检测和对部分阳离子的荧光光谱检测等方面。

技术领域

本发明涉及有色荧光材料领域，具体涉及一种红色荧光镉配位聚合物、其制备方法及应 用。

背景技术

有色荧光材料(Colored fluorescent materials,CFMs)是独特、艳丽、稀有的光敏材料，其 既可以反射部分可见自然光，又吸收紫外光或短波长光并转换成同样颜色的光发射出来，即 在自然光和紫外光下颜色相同或颜色相近。比较而言，红色的红色荧光材料是最重要的类 别，目前常用的主要是有机有色荧光材料如偶氮红、茜素红(1,2-二羟基蒽醌)、胭脂红等， 其自然光和紫外光下都呈现红色，但有机结构决定了其耐热性和耐光性差、迁移性较强，因 此不适合做表面涂层材料使用。油墨、涂料、智能电子、建筑、艺术等现代行业产业对有色 荧光材料的旺盛需求，促使人们不断创新开发红色、橙色等类型的新有色荧光材料。

近十年来，以带发色基团的有机配体为组分，制备新型金属-有机配位聚合材料是现代 先进发光材料的重要来源之一，这类材料兼具无机发光材料稳定、寿命长的优点，及有机发 光材料结构多样可调控、发光谱带宽等优点。结构与性能的确切关系一直是材料科学的研究 难题，配体结构、金属离子类型、配位模式、空间结构、客体分子等都是配位聚合物性能的 关键；同时，由于空间结构形成过程一直是暗箱，难以预测，即使配体与金属离子完全相 同，空间结构不同(微观原子的连结方式)，发光性能可能差异很大，因此所得一般不是所 想。迄今为止，金属-有机配合物红色荧光材料，主要以稀土铕Eu、铑Ru、钌等稀土和贵金 属-有机配合物为主。多年来，基于普通过渡金属(如Zn/Cd等)的红色的发射红色荧光的 配合物，一直是材料科学与技术领域具有挑战性的课题。

镉是自然界中分布较广的常见的重要元素，镉的化合物被广泛应用于电镀、电子、核工 业等领域；色彩明亮的镉黄(硫化镉、硫化镉锌)、镉红(硫代硒化镉等)是高级的无机颜料； 同时，相当数量的镉通过废水废渣排入环境，易被农作物吸附产生更大范围的污染。镉在地 壳中含量并不多，中国约有7千吨，因此Cd²⁺离子的富集和再利用，是在环境、化学、材料 等领域备受关注的课题。

发明内容

本发明提供一种红色荧光镉配位聚合物，该聚合物在自然光和365nm紫外光下均呈酒 红色，是一种红色荧光物质，可用于油墨、涂料和颜料等光复合材料领域，以及用于MoO₄^2-阴离子紫外可见检测和阳离子的荧光检测等领域。

该红色荧光镉配位聚合物，其组成为{[Cd₃(H₂O)₂(tpc)₂(Hntb)₂](H₂O)}_n，属于单斜晶系， 空间群为C2/c，晶胞参数所 述镉-有机配位聚合物中，tpc^-是Htpc脱去一个质子的组分，Htpc的结构式如式I所示，Hntb是H₃ntb脱去两个质子后的组分，H₃ntb的结构式如式Ⅱ所示，