[发明专利]含铅离子的噻吩衍生物类功能配合物晶体材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含铅离子的噻吩衍生物类功能配合物晶体材料及其制备方法和应用，噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的具体组成为[Pb(TMA)]_n。噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的分子结构中Pb(II)离子为变形八面体配位环境，噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的制备方法为：将硝酸铅和3‑噻吩丙二酸在水溶剂中混合，利用溶剂扩散方法，得到大量无色片状晶体。在不同的相对湿度下，该噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的阻抗具有快速灵敏的响应，说明其可以作为一种性能优异的湿敏材料。本发明的制备方法操作简单，易工业放大，制备工艺成本低廉，产品纯度高，稳定性高，在湿敏传感器等电化学传感领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于含Pb(II)离子配合物材料技术领域，具体来说涉及一种含铅离子的噻吩衍生物类功能配合物晶体材料及其制备方法和应用。

背景技术

配合物因其丰富的结构与优异的性能一直是无机化学的热门研究领域之一。尤其是2000年以来，具有存储、催化、磁性等性质的配合物材料的发展异常迅猛(Nature,2004,427,523-527；Nat.Chem.2010,353–361；Chem.Soc.Rev.2016,45,2423–2439)。近年来，研究者发现配合物作为传感材料相比传统的半导体氧化物具有其独特的优势，比如结构可调控，活性位点(如金属中心)易变换，分子内孔结构(形状、尺寸)可调节等(Chem.Rev.2016,112,1105–1125)。然而，配合物由于合成复杂、自身敏感性能较差与稳定性不高等原因，在湿度传感器方面的研究发展相对滞后。因此，寻找合适的配体，简便的制备方法开发结构稳定，性能优异的配合物湿敏材料意义十分重大。

发明内容

为了解决具有湿敏性能配合物材料种类少、合成复杂和稳定性差的问题，本发明的目的在于提供一种含铅离子的噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的制备方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法所得噻吩衍生物类功能配合物晶体材料。

本发明的另一目的是提供上述噻吩衍生物类功能配合物晶体材料在检测湿度中的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将水和X mol的硝酸铅均匀混合，得到溶液A，其中，按质量份数计，所述硝酸铅和水的比为1：(50～100)；

步骤2，将X mol的3-噻吩丙二酸(H₂TMA,3-thiophenemalonic acid)加入至步骤1所得溶液A，搅拌至少1h，过滤得到澄清溶液；

步骤3，按照溶剂扩散法培养噻吩衍生物类功能配合物晶体材料：在一个干燥容器内从上至下依次放置第一开口容器和第二开口容器，在所述第一开口容器内放置步骤2所得澄清溶液，在所述第二开口容器内放置丙酮，密封所述干燥容器，在室温20～25℃静置3～10天(每天24小时)后打开所述干燥容器，过滤所述第一开口容器内的液体得到无色片状晶体，清洗无色片状晶体后得到噻吩衍生物类功能配合物晶体材料，其中，按质量份数计，所述丙酮与步骤1中硝酸铅的比为C：1，所述C≥500。

在上述技术方案中，所述干燥容器为干燥器，所述第二开口容器放置在所述干燥器内用于放置干燥剂的底层内，所述第一开口容器放置在所述干燥器内用于放置待干燥物质的上层内。

在所述步骤3中，所述清洗的方法为：用蒸馏水和乙醇交替洗涤所述无色片状晶体至少3次，以使所述蒸馏水和乙醇的洗涤次数的和至少为6次。

上述制备方法所得噻吩衍生物类功能配合物晶体材料。

在上述技术方案中，所述噻吩衍生物类功能配合物晶体材料的化学式为[Pb(TMA)]_n，其中，TMA为3-噻吩丙二酸根。