[发明专利]一种超分子材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种超分子材料及其制备方法和应用。所述超分子材料包括式(Ⅰ)和/或式(Ⅱ)所示的单元结构，所述超分子材料为笼状；式中，R为氢原子、醚链、烷基链或聚芳香烃链；M为过渡金属离子。本发明提供的超分子材料具有八面体笼状结构，其结构稳定，所述超分子材料具有聚集诱导发光性能，其应用范围广；且该超分子材料的制备方法简单，反应条件温和，有利于大规模工业化。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种超分子材料及其制备方法和应用。

背景技术

有机荧光材料在荧光分析、生物检测、化学传感等方面具有重要的应用价值，从而这种材料引起了科研工作者浓厚的研究兴趣。传统的有机荧光材料有一个明显的缺陷：荧光分子在稀溶液中发光较强，而在聚集状态时由于π–π堆积会导致荧光减弱甚至猝灭。这种现象被称为聚集诱导荧光猝灭(ACQ)。在实际应用中，ACQ是非常不利的，人们尝试多种物理或者化学方法解决这一难题。然而，由于聚集是生色团固有的属性，很多尝试以失败告终。后有研究者发现了聚集诱导发光(AIE)效应，具有“聚集诱导发光”性能的有机分子因其独特的荧光特性，可有效地解决传统荧光分子荧光自猝灭的问题，受到了科研人员的广泛重视。AIE材料具有生物兼容性好、发光效率高、光稳定性好、斯特克斯位移大等优点，可以提供荧光“点亮型”检测等特性使其在众多领域具有重要的应用前景，如光电、生物成像、医学等。

但是目前报道的AIE分子多为小分子，具有AIE效应的配位超分子很少见，有文献报道了一种含有四苯乙烯基团的花环状二维超分子结构，但其结构柔性、稳定性不佳，限制了应用范围。

因此，亟需提供一种稳定性强，具有聚集诱导荧光猝灭性能的超分子材料。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种超分子材料，其结构稳定，具有聚集诱导荧光猝灭性能。

具体，所述超分子材料包括式(Ⅰ)和/或式(Ⅱ)所示的单元结构，所述超分子材料为笼状；

式中，R为氢原子、醚链、烷基链或聚芳香烃链；M为过渡金属离子。

R基团能够对三联吡啶类有机配体进行修饰的基团，用于改善化合物溶解性，或者是引入功能基团，从而提高其加工性能。

优选的，所述R为氢原子、C₂-C₁₂的烷基链或C₂-C₁₂的醚链。

优选的，所述M为正二价或正三价金属离子，正二价或正三价金属离子能够与X型四臂三联吡啶有机配体组装形成金属有机超分子，且稳定性好。进一步优选的，所述M为Fe²⁺、Co³⁺、Os³⁺、Hg²⁺、Ir²⁺、Pd²⁺、Rh³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Ru²⁺或Mg²⁺中的至少一种。

本发明还提供了所述超分子材料的制备方法。

具体的，所述超分子材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示的X型四臂三联吡啶有机配体，

式中，R为氢原子、醚链、烷基链或聚芳香烃链；

(2)向步骤(1)制得的所述式(Ⅲ)或式(Ⅳ)所示的X型四臂三联吡啶有机配体中加入溶剂，溶解，然后滴加金属盐溶液，加热反应，反应完毕后加入阴离子置换剂，过滤得沉淀，即为所述超分子材料。