[发明专利]一种Cu(I)配合物的寿命调控方法及其应用

说明书

本发明公开了一种Cu(I)配合物的寿命调控方法及其在信息加密上的应用。本发明通过有机合成制备一类具有相同阳离子、不同阴离子的Cu(I)配合物，以抗衡阴离为BF₄^‑的Cu(I)配合物为例，通过调节该配合物和聚合物聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺杂比例，并且利用磷光寿命成像显微镜和时域荧光成像技术选择不同阶段的寿命成功地实现了对Cu(I)配合物的寿命的调控，从而实现了其在信息加密方面上的应用。

技术领域

本发明属于有机光电功能材料技术领域，具体涉及一种Cu(I)配合物的寿命调控方法及其应用。

背景介绍

数据记录、存储和安全技术已经在经济和军事领域以及我们的日常生活中得到广泛的应用。近些年来，通过荧光颜色和荧光寿命对数据进行存储与加密一直是科学家的研究热点。传统的荧光染料和量子点可以轻易的获得不同的荧光颜色和荧光强度，可是由于其发射带宽，会不可避免的造成光谱重叠，进而影响成像效果。考虑到镧系配合物具有发射带较窄(<10nm)、反斯托克斯位移大、衰减时间长、光稳定性好和背景干扰低等优点，研究者把关注点从荧光染料转移到镧系元素上。

除了镧系配合物，一些具有刺激性响应的磷光过渡金属配合物(Ir(III)、Pt(III))在光学数据记录与存储中也受到极大的关注。这些磷光过渡金属配合物同样具有量子效率高、反斯托克斯位移大、发射寿命长、光稳定性高和发光颜色丰富等性质。但是，目前多数磷光过渡金属配合物在信息加密方向上的研究都是通过外部刺激实现的，包括物理刺激和化学刺激，很少有利用荧光寿命来实现信息加密的。

铜作为一种过渡金属，总储量丰富，达到了六千多万吨，排名世界第七。铜配合物，尤其是Cu(I)配合物不仅价格便宜、无毒、配位模式丰富、可发射强烈的室温磷光、发光机理多样、光谱峰值覆盖整个可见光区，并且，Cu(I)配合物与不同的配体配位时，可以发射出不同颜色的荧光。因其上述优良的性质，铜配合物逐渐引起了研究人员的注意。但是，铜配合物在数据记录、存储和加密上的应用还未见报道。

在现有技术中，对Cu(I)配合物的研究大多集中在配体上修饰官能基团以改变其空间位阻，进一步影响HOMO能级以及LUMO能级来调控金属配合物发光和寿命，但这个方法较为繁琐、耗时且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的不足，从铜配合物出发，合成了含不同抗衡阴离子的Cu(I)配合物，通过控制配合物与聚合物聚甲基丙烯酸甲酯PMMA的掺杂比例来控制配合物的荧光强度和寿命的变化，实现其在信息加密方面的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种寿命可调控的Cu(I)配合物，其结构通式为：

由于配位离子不同时的制备方式相似，本发明以抗衡阴离为BF₄^-的Cu(I)配合物为例详述制备方法，该种Cu(I)配合物的制备方法如下：

第1步、化合物1(四乙腈四氟硼酸铜)的制备：

将铜粉和四氟硼酸铜(II)加入带有磁子的双口瓶中，抽真空三次；注入已除水除氧的乙腈，室温下搅拌一夜；反应结束后，过滤掉多余的铜粉，并用乙腈洗2-3次，之后旋去溶剂，即可得到化合物1，其分子式为Cu(CH₃CN)₄BF₄。

第2步、化合物2(Cu(I)配合物)的合成：

将四乙腈四氟硼酸铜以及双(2-二苯基膦苯基)醚依次加入到带有磁子的双口瓶中，抽真空后加入除水除氧的二氯甲烷，搅拌一个小时；随后将4,7-二甲基-1,10-邻菲咯啉溶于少量的二氯甲烷溶液中，并注入到双口瓶内，继续搅拌4个小时；反应结束后，将反应液进行旋干处理，并用二氯甲烷-乙醚重结晶两至三次，抽滤，即可得到橙黄色晶体，即化合物2，结构式如下所示