[发明专利]具有压致变色特性的离子型铱配合物及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，具体涉及一类具有压致变色特性的以1,3,4-噁二唑衍生物作为N^N辅助配体的阳离子型铱(III)铱配合物，及其在压力传感方面或电致变色器件领域的应用。

背景技术

近年来，有机固体荧光材料由于其在具有光电功能材料中具有很大的应用潜力，引起了科研工作者的广泛关注。压致变色现象时指物质的发光颜色会随着外界压力的变化而变化。压致变色的现象既可以是物理结构上的，也可以是是化学结构的改变。大多数材料通过化学结构的改变获得发光颜色的改变，但是材料不具备可逆性，发生化学变化的材料无法恢复到没有施与外力作用之前。而有些荧光材料仅仅是在物理结构上的改变，是不变化分子结构，只是改变分子间的相互作用力，改变分子间的堆叠结构从而实现发光颜色的变化，在不同的外部作用力下呈现不同的响应，这智能材料具有在施加压力时改变颜色的倾向。这是由于压力施加于这些材料时，其吸收或发射光谱会发生变化。这种特殊的效应被称为压致变色效应，该效应可被利用于压力检测系统。也可广泛应用于应力传感、信息存储、商标防伪和发光器件更领域。但是，已报道的压致发光变色材料非常少，主要是由于没有分子结构与压致变色性能关系的规律来指导压致变色材料的合成；而且报道的材料主要侧重于荧光材料，金属配合物的压致变色材料的报道极为少见。以重金属配合物为主的电致磷光材料，在目前的有机电致发光研究中最为活跃。具有d⁶和d⁸电子结构的重金属原子如铂(Pt)、铱(Ir)、锇(Os)，由于强烈的自旋轨道偶合作用，导致了单线态与三线态相互混合，从而缩短磷光寿命，增大了系间窜越能力，导致禁阻的三重激发态向基态跃迁变为部分允许，使磷光可以顺利发射，提高了发光效率，内量子效率可以达到100％。目前发光效率较高的磷光体是金属铱配合物。

目前，通过热、光或者压力等外界因素使有机发光体在固体状态下的发光发生变化的研究也倍受关注。其中，通过压力或者机械研磨的方法改变固体有机发光体的发光性质的现象称之为压致变色现象。由于压致变色材料具有独特的发光颜色变化和可逆性质，因此在记录、数据存储和传感器等方面的应用具有很大的潜质。尽管见于报道的压致变色材料包括有有机和无机配合物、聚合物和液晶材料等，但是数量有限，具有压致变色性质的磷光发光体尤其更少见。目前为止，只有少数文献研究了基于过渡金属铱(III)配合物的压致变色材料。2012年，东北师范大学苏忠民教授和博士研究生单国刚等在金属铱配合物研究方面取得新进展，报道了首例基于金属铱配合物的压致变色材料，该配合物通过研磨和加热可以呈现出很好的可逆变色发光现象，在信息存储方面有着潜在应用价值，为金属铱配合物的发展和应用开辟了新的道路。相关研究论文《Reversible piezochromic behavior of two new cationic iridium(III)complexes》(Chem.Commun.2012,48,2000)被美国化学会志“Noteworthy Chemistry”进行了亮点介绍。

在压力传感和压敏器件领域，具有压致变色性质的材料也有很好的应用。该有机小分子制备的压敏器件在压力下变色，且颜色易恢复，可应用于传感器、防伪、存储和显示等领域。

发明内容

技术问题：本发明的目的是开发出一种压致变色特性的以1,3,4-噁二唑衍生物作为N^N辅助配体的阳离子型铱(III)铱配合物，主要应用在数据存储、传感和压敏器件等领域。应用在传感器件上，不仅可实现气体的传感，还可以制作压敏器件，在压力下变色，且颜色易恢复，可应用于传感器、防伪、存储和显示等领域。

技术方案：本发明的具有压致变色特性的离子型铱配合物具体是基于1,3,4-噁二唑N^N辅助配体的阳离子型铱(III)配合物，

第一种：该配合物的结构式如式(Ⅰ)表示：

其中：PF₆^θ表示六氟磷酸根。

第二种：该配合物的结构式如式(Ⅱ)表示：

其中：PF₆^θ表示六氟磷酸根。