[发明专利]一种棕色荧光铅-有机超分子聚合物及其制法与应用

说明书

本发明提供了一种棕色荧光铅‑有机超分子聚合物，其化学通式为{[Pb₂(tpz)₂(Hetc)(H₃etc)](H₂O)}n，属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数所述化学通式中，组分Hetc^3‑和H₃etc^‑是半刚性的四元有机羧酸H₄etc分别脱去3个质子和一个质子所得，所述H₄etc结构如式Ⅰ所示；组分tpz结构如式Ⅱ所示，本发明制备的棕色荧光铅‑有机超分子聚合物，产率约达72％，具有较好的热稳定性；室温下，该聚合物固体在608nm处发射棕色荧光，可以用于制备荧光薄膜材料。

技术领域

本申请属于先进超分子材料领域，具体涉及一种棕色荧光铅-有机超分子聚合物及其制法与应用。

背景技术

铅是人类较早提炼出来的金属之一，早在公元前三千年左右就被人类发现并广泛应用至今，主要应用于电池、电缆护套、汽车制造、军工等国民经济行业，如铅酸蓄电池。铅化合物还涉及印刷、颜料、油漆、釉料、塑料、橡胶、彩色显像等行业。铅的地壳丰度较铜、锌、锡小，我国铅资源分布比较广储量比较低，近年来源矿产量呈下降趋势，而年消耗却居世界首位。另一方面，铅属于三大重金属污染物之一，是一种严重危害人体健康的重金属元素，人体中理想的含铅量为零。因此，从化学角度，铅离子的有效利用，是节约资源、绿色环保、创新发展的时代需要。

荧光性金属-有机配位超分子化合物，是典型的新型发光材料，在光电器件、荧光传感器和探针方面得到了广泛的应用，如经典发光材料三(8-羟基喹啉)铝(AlQ3)。在配位超分子结构中，有机发色团通过配位增加了刚性，比纯有机物有更好的耐溶剂性。然而，由于化学反应微观过程难以掌控，组分配位模式、空间构象、超分子拓扑结构等难以预测，结构决定性能，因此“所想即所得”仍是巨大的挑战。

迄今为止，所制备的铅-有机配位超分子化合物中，发射长波荧光的固体还不多，特别是在600nm附近发射荧光的铅-有机配位超分子化合物还十分罕见。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种棕色荧光铅-有机超分子聚合物，测定了其精准的微观结构，该新物质在493nm可见光激发下，在608nm处呈较强荧光发射峰；紫外光下，样品呈现棕色，且具有较高的热稳定性，可用于包括PMMA掺杂荧光膜在内的器件制备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种棕色荧光铅-有机超分子聚合物，其化学通式为{[Pb₂(tpz)₂(Hetc)(H₃etc)](H₂O)}_n，属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数所述化学通式中，组分Hetc^3-和H₃etc^-是半刚性的四元有机羧酸H₄etc分别脱去3个质子和一个质子所得，所述H₄etc结构如式Ⅰ所示；组分tpz结构如式Ⅱ所示，

进一步，所述铅-有机超分子聚合物晶体结构的不对称单元中，包含2个晶体学独立的Pb²⁺离子、1个Hetc^3-、1个H₃etc^-、2个tpz组分和1个晶格水分子；每个所述H₃etc^-与3个Pb²⁺离子配位，配位模式如式III所示，Hetc^3-与1个Pb²⁺离子配位，配位模式如式IV所示；其中Pb1为“全球型”七配位，而Pb2为“半球型”六配位；所述组分tpz螯合1个Pb²⁺离子，配位模式如式V所示；其中，式III至IV中原子数字标记表示来源，Pb原子和O原子数字右上角标为对称转换，