[发明专利]一种基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一维Cu(I)配位聚合物及其制备方法。

背景技术

近年来，铜(I)配位聚合物作为一种金属–有机骨架材料，既具有有机物高荧光量子效率的优点，又有无机物稳定性好的特点，被认为是最有应用前景的一类有机光致发光材料。由于Cu(I)易被氧化为Cu(II)，因此如何实现操作简便，成本低廉的Cu(I)发光材料的制备仍然是一个巨大的挑战，并且有着非常重要的意义。含氮的芳香环配体有着灵活的配位模式和较强的配位能力，可以作为配位聚合物的功能性构筑单元而被广泛应用。在Cu(I)体系中引入大共轭体系的多种不同含氮芳香环配体可以有效抑制Cu(I)的氧化，同时以Cu(I)为中心原子的配位聚合物与配体相比刚性和共平面性明显增加，且结构稳定、氧化还原电位可逆、在可见区有强的吸收和发射、发射寿命长。此外Cu(I)配位聚合物具有价格低和毒性小的优点，可以取代锇、铱、铂等贵金属以及锌、铬、汞等有毒金属作为磷光材料。

发明内容

本发明的目的是要解决现有制备红色荧光材料的原料成本高，所制备的红色荧光材料的单色性差和光寿命短的问题，而提供一种基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物及其制备方法。

一种基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物的分子式为[Cu(C₁₅H₁₁N₈)·H₂O]_2m，其中，所述的m为正整数；基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物的结构式为：

其中所述的n为正整数，且m＝n。

一种基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物的方法是按以下步骤完成的：

将1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑配体和碘化亚铜加入到甲醇中，再在室温下搅拌至1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑配体和碘化亚铜均匀分散在甲醇中，再滴加质量分数为25％～30％的氨水，得到混合溶液；将混合溶液加入到内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，再在温度为100℃～160℃下反应72h～144h，再自然冷却至室温，再进行过滤，得到固体物质；将固体物质在室温下自然干燥，得到基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物；所述的1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑配体与碘化亚铜的摩尔比为2:(1～4)；所述的1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑配体的物质的量与甲醇的体积比为1mol:(4mL～10mL)；所述的1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑配体的物质的量与质量分数为25％～30％的氨水的体积比为1mol:(0.1mL～1mL)。

本发明一种基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物中两个Cu⁺离子之间通过两个1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑配体中的氮原子形成一维双链结构；由于存在苄基，因此配体中的苯环和吡唑环之间的的扭转角度发生很大的变化，使得两个1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑配体中的二面角分别为80.20°和81.17°，近乎垂直；链与链之间可以通过π-π堆积成2D结构，其中π-π堆积的距离为

本发明包括以下有益效果：

一、本发明制备的一种基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物的产率大于67％；

二、本发明制备的一种基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物在298K固态下，以360nm为激发波长，最强的发射峰位于606nm，利用CIE色度图确定二维铜(I)配位聚合物呈现清晰的红色荧光，颜色纯粹；其相应的配体1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑在298K固态下，以360nm为激发波长，最强的发射峰位于512nm，利用CIE色度图确定配体呈现淡黄色荧光，半峰宽较大，单色性较差；1-(4-(5-四唑)苄基)-3-(吡嗪基)吡唑配体与金属铜(I)配位后，得到的基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物的发射峰与配体相比，发生了很大的红移，这说明通过金属离子微扰配体分子内的π*→π跃迁和金属到配体的跃迁(MLCT)作用达到调控配位聚合物的发光颜色的目的，得到的具有红色荧光性质铜(I)配位聚合物；本发明制备的一种基于四种不同芳香环配体的一维Cu(I)配位聚合物的固态荧光寿命在298K下是9.01μs；