[发明专利]一种用于分子整流器的[CuCuNi(npa)4Cl]＋分子材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料领域，具体地说，涉及一种新的分子材料和制备方法，具体地说，涉及一种用于分子整流器的[CuCuNi(npa)₄Cl]⁺分子材料及其制备方法。

背景技术

分子电子器件因为能打破传统电子器件受到的集成度制约而受到广泛的关注，诸如有机分子、配合物、高分子等被运用到电子器件中，组装成分子开关、分子导线、分子二极管、分子整流器等分子器件。分子整流器作为分子电路及分子器件芯片中最重要的组成部分而成为人们研究的热点。但合成的具有分子整流器潜在应用的金属配合物则较少，且存在合成产率低及合成困难的问题。

2009年，Peng等(Liu,I.P.C.；Chen,C.H.；Chen,C.F.；Lee,G.H.；Peng,S.M.Chem.Commun.2009,577.)合成含2-萘啶苯胺离子(npa^－)桥联配体的杂三核金属串[CuCuM(npa)₄Cl][PF6](1:M＝Pt,2:M＝Pd)，并认为其具有分子整流器的潜在应用。2013年黄晓通过理论计算分析金属配合物[CuCuPt(npa)₄Cl]⁺、[CuCuPd(npa)₄Cl]⁺、[CuCuNi(npa)₄Cl]⁺发现三个分子均具有分子整流器的潜在应用，进一步证实了Peng等的推测，但[CuCuNi(npa)₄Cl]⁺并没有在实验中合成，而前两种物质虽已经合成，但合成产率较低，不利于将其应用到实际中。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术已合成的具有分子整流器潜在应用的金属串配合物存在合成产率低、合成困难、不利于实际应用的问题，本发明提供一种用于分子整流器的[CuCuNi(npa)₄Cl]⁺分子材料及其制备方法，通过改变反应条件、选择合适的催化剂，使得产率显著提高，有利于实际应用。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种用于分子整流器的[CuCuNi(npa)₄Cl]⁺分子材料，分子式为[CuCuNiC₅₆N₁₂H₄₀Cl]⁺，其由Cu和Ni组成的金属轴和端位连接的Cl及环绕金属轴的配体npa^-组成，npa^-的结构式为

一种用于分子整流器的[CuCuNi(npa)₄Cl]⁺分子材料的制备方法，步骤如下：

(a)合成配体Hnpa：将苯胺和2-氯-1,8-二氮杂萘、Li⁺/SiO₂和Na⁺/SiO₂混合搅拌1-2小时，回流32小时，冷却至25℃，混合物先进行水洗，然后用二氯甲烷萃取，重结晶得到橙黄色产物Hnpa；

(b)在锥形瓶中加入Hnpa、CuCl₂，NiCl₂和四氢呋喃，在搅拌下加热至150-220℃，然后继续搅拌2-4小时；

(c)加入Li⁺/SiO₂和Na⁺/SiO₂，继续搅拌3-5小时，在140-200℃回流48小时，得到混合物；

(d)将步骤(c)所得混合物冷却至60-80℃，用二氯甲烷萃取，将所得溶液搅拌70-80小时，并在真空下干燥，最后加入DMF-醚重结晶得到配合物[CuCuNi(npa)₄Cl]⁺。

优选地，所述的步骤(a)中苯胺、2-氯-1,8-二氮杂萘的质量比为2:1。

优选地，步骤(b)中Hnpa、CuCl₂，NiCl₂和四氢呋喃质量比为(6-8):(2-5):(1-3):(80-100)。