[发明专利]一种无机有机杂化化合物晶体[K10

说明书

本申请一种无机‑有机杂化化合物晶体及其制备方法和应用。所述无机‑有机杂化化合物的化学式为[K₁₀(CuI)₉L₁₀]·xH₂O(1≤x≤3)；其中L为3‑羟基异烟酸；具有三维结构，Cu₂I₂簇单元通过铜‑碘配位相互连接形成一维碘化亚铜无机链，一维碘化亚铜无机链上的铜原子与3,4‑吡啶二羧酸上的吡啶氮原子配位，与金属钾进一步组装形成三维骨架结构；属于三斜晶系，属于P‑1空间群。该材料可通过常规的低温溶剂热得到，制备工艺简单，所得产品纯度高，稳定性好。材料在可见光区域具有显著吸收，可见光下可以实现灵敏的光电响应，是一类新颖的可见光光电响应的半导体材料。

技术领域

本发明属于有机-无机杂化半导体材料领域，具体涉及一种无机-有机杂化化合物晶体[K₁₀(CuI)₉L₁₀]·xH₂O(1≤x≤3)及其制备方法和应用。

背景技术

碘化亚铜作为一类传统的半导体材料，在诸如闪烁晶体、有机偶联催化、LED等光、电、催化等领域得到了广泛的关注与研究。所以围绕传统半导体结构和性能展开设计合成，通过结构调控赋予其新的物化性能，是材料化学的研究重点；同时借助明确的构效关系分析内在机制，为新型半导体材料的设计提供有意义的指导，具有重要的现实意义。

近年来，经配位化学手段从分子层面对传统半导体块材进行限域剪裁，通过结构和空间维度的精细调节，实现了传统半导体材料结构性能调控。如罗格斯大学的李静课题组，将硫化锌、硫化镉、氧化钼等通过配位导向限域在有机层间，获得相应的有机配体修饰的层状半导体晶体材料，展现出不同于块材的光电性能(X.-Y.Huang et al.,J.Am.Chem.Soc.,2000,122, 8789-8790、X.-Y.Huang et al.,J.Am.Chem.Soc.,2003,125,7049-7055、X.-Y.Huang et al.,J.Am.Chem.Soc.,2007,129,3157-3162)；美国加州大学伯克利分校的Jeffrey R.Long课题组利用金属-有机配聚物独特的空间限域效应和吡啶官能团的配位导向，将钴、镍、铁卤化物限域生长在锆基配聚物中，展现出有别于块体材料的磁性现象(M.I.Gonzalez et al.,Nature,2020,577, 64-68)等。这些优秀的研究成果表明利用合适的金属-有机配体组合，借助配位化学手段，可对传统半导体材料进行结构剪裁并实现性能调控。据我们所知，通过这一手段对碘化亚铜实现结构性能调节的研究依然非常稀少。而利用碱金属与含氮杂环配体组合，通过配位导向合成碘化亚铜杂化材料的研究还未报道。

发明内容

本发明的目的在于采用配位化学手段，借助金属-有机配体灵活多变的配位模式，通过配位导向作用，调控碘化亚铜在金属有机框架内限域生长，获得新型含一维链状碘化亚铜的无机-有机杂化半导体材料。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，提供一种无机-有机杂化化合物晶体，所述无机-有机杂化化合物晶体的化学式为[K₁₀(CuI)₉L₁₀]·xH₂O(1≤x≤3)；其中L 为有机配体，所述有机配体的结构为：

可选地，所述有机配体为3-羟基异烟酸。

所述无机-有机杂化化合物具有三维结构；

Cu₂I₂簇单元通过铜-碘配位相互连接形成一维碘化亚铜无机链，一维碘化亚铜无机链上的铜原子与3-羟基异烟酸上的吡啶氮原子配位，与金属钾组装形成三维骨架结构。

所述无机-有机杂化化合物晶体属于三斜晶系，属于P-1空间群；