[发明专利]一种基于原位配体反应的配位聚合物荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于原位配体反应的含镉(II)配位聚合物及其制备方法，尤其是一种基于原位配体反应的配位聚合物荧光材料及其制备方法。

背景技术

配位聚合物是由金属离子和有机配体通过共价键或离子键相互连接形成无限延伸的一类材料。近年来，配位聚合物因其结构的多样性以及在光学、磁学、催化、气体存储等方面的潜在应用已成为人们研究的热点。通过选择具有特定几何构型的金属中心离子和有机配体进行自组装反应可以实现配位聚合物的设计与合成。其中，有机配体大多是预合成的或是直接购买的。而最近，配体原位生成反应作为一种新的配位聚合物的合成方法得到了广泛的关注。所谓原位配体生成反应是指以配体的前驱物代替配体直接与金属发生作用得到含有新的有机配体的化合物的反应。研究具有原位生成的配体的配合物不仅是配位化学的一个研究领域，而且有助于发现和探索有机反应的机理。大多数配体原位生成反应都是在水热条件下发现的，这不仅为一些用传统方法很难得到的配体提供了新的合成方法，而且为合成新颖的配位化合物提供了新的途径。

目前，已经发现的配体原位生成反应已有十余种，例如，中山大学陈小明研究组发现的芳环羟化反应、形成三唑或四唑的成环反应(Chen X.M.；Tong M.L.,Solvothermal in situ metal/ligand reactions:a new bridge betweencoordination chemistry and organic synthetic chemistry,Acc.Chem.Res.,40(2007),162-170)，汕头大学李丹研究组发现的有机硫与无机硫的相互转化反应(Lin D.and Wu T,Transformation of inorganic sulfur into organic sulfur:a novel photoluminescent 3-D polymeric complex involving ligands in situ formation,Inorganic Chemistry,44(2005),1175-1177)以及我们研究组发现的酰胺化反应(Jin J.；Bai F.Q,；Jia M.J.；Yu J.H.and Xu J.Q.,New monoacylhydrazidate-coordinated Mn²⁺and Pb²⁺compounds,Dalton Trans.,,41(2012),6137-6147)等等。

然而目前对由基于原位水热反应的配位聚合物荧光材料的报道非常少，对原位水热反应仍然有待进一步研究。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种基于原位配体反应的配位聚合物荧光材料，该荧光材料稳定性好，可以在空气中长时间放置不变质；

本发明的目的之二是提供一种上述荧光材料的制备方法，该水热配体原位合成方法简单，原料易得，产率高，是一种特殊配位聚合物合成的新颖方法。

一种基于原位配体反应的配位聚合物荧光材料，其特别之处在于：该荧光材料的分子式为C₂₂H₁₆CdN₆O₆，并且具有如下结构特征：

1)以Cd(QLH)₂(H₂O)₂为结构单元，其中QLH代表喹啉-2,3-二酰肼，通过O-H…O氢键和π-π堆积作用桥连成二维超分子网状结构；

2)属于单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞参数为：α＝γ＝90°，β＝93.754(5)°；

3)化合物的不对称单元中含有一个晶体学上独立的镉离子并且Cd1的占有率是1/2、一个喹啉-2,3-二酰肼阴离子和一个配位水分子；

4)在化合物的结构中，中心Cd(II)离子与来自于两个喹啉-2,3-二酰肼配体的两个喹啉N原子和两个羟亚胺O原子以及两个水分子配位，形成六配位的四角双锥配位环境。

一种基于原位配体反应的配位聚合物荧光材料的制备方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

1)混合搅拌：将Cd(NO₃)₂·4H₂O、喹啉-2,3-二甲酸、N₂H₄·H₂O和水混合，然后在室温下搅拌3-6小时；

2)调节pH值：将步骤1)得到的混合物用酸和碱溶液调节pH值在2-7之间；