[发明专利]具有可逆热致变色特性的钴配合物及其制备方法和应用

说明书

一种可逆热致变色钴配合物，化学式是C₄₆H₅₃Co₄O₄₁，其结构单位包含一个羧酸配体HL^4‑，两个钴离子，五个配位的水分子和四个游离的水分子，其中一个水分子中氧的占有率为0.5，结构单位的结构式为[Co₂(HL)(H₂O)₅]·3.5H₂O，其中HL^4‑为C₂₃H₁₀O₁₂。该配合物以3,5‑二（3,5‑二羧基‑苯氧基）苯甲酸与四水醋酸钴为原料，溶于水后封入反应釜中，保持115 ^oC恒温3天，自然冷却至室温制得。该类材料合成步骤简单、条件温和，通过温度改变导致其晶体颜色改变而不改变晶体形状。该类材料由于可逆的热致变色在化学防伪、指示温度等方面具有很大的潜质。

技术领域

本发明属于功能配位化学技术领域，具体涉及一种具有可逆热致变色特性的钴配合物及其制备方法和应用。

背景技术

热致变色现象是指材料在受冷或受热时所发生的颜色变化。其广泛应用于温度计、温度传感器、彩色滤光器和显示器。

由金属离子和功能配体尤其是羧酸配体通过自组装制备的金属有机框架配合物由于独特的结构特点和在不同领域潜在的应用，如，气体存储、分离、催化、传感器技术引起人们的广泛关注。具有特定的热特性的金属有机框架配合物已经作为热致变色材料。

温度在各类科学中是最基础的参数，温度计被广泛的应用在日常生活以及植物的栽培和食物的储藏等。对温度的传感在环境科学、生命和医学科学以及工农业生产等领域都有很重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能裸眼识别、能实现可逆操作的基于羧酸的钴配合物及制备方法和应用。

为实现本发明目的，本发明采用的技术方案是：

一种可逆热致变色钴配合物，是由3，5-二(3，5-二羧酸苯氧基)苯甲酸配体构筑的钴配合物。该配合物的化学式是C₄₆H₅₃Co₄O₄₁，其结构单位包含一个羧酸配体HL^4-，两个钴离子，五个配位的水分子和四个游离的水分子，其中一个游离的水分子中氧的占有率为0.5，结构单位的结构式为[Co₂(HL)(H₂O)₅]·3.5H₂O ，其中HL^4-为C₂₃H₁₀O₁₂，该配合物属于单斜晶系，空间群为C2/c， a = 24.2640(7) Å，b = 14.8592(3) Å，c = 19.8821(6) Å，α = 90°，b=127.529(3)°，γ =90°，V =5684.8(3) ų，该配合物的三维结构为二重穿插结构。

其中，3,5-二(3,5-二羧酸苯氧基)苯甲酸配体，结构简式如下：

所述可逆热致变色钴配合物通过以下步骤制得：将四水醋酸钴与3，5-二(3，5-二羧酸苯氧基)苯甲酸溶于水，封入反应釜中，在水热法条件下，保持115℃恒温三天，然后在自然条件下冷却至室温，得到红色块状晶体的可逆热致变色钴配合物。

所得配合物呈现独特的三维结构，由于较大空腔的存在，最终形成二重穿插结构。