[发明专利]一种红色荧光的锌有机超分子、其制备方法及应用

说明书

一种红色荧光的锌有机超分子、其制备方法及应用。本发明涉过渡金属及先进发光材料领域，具体涉及红色荧光锌‑有机超分子材料、制备方法及应用，该锌‑有机超分子的Zn²⁺通过Htpc中的N与Htpc螯合形成[Zn(Htpc)]²⁺，Hntb^2‑通过Zn‑O桥联[Zn(Htpc)]²⁺组分形成一维配位聚合链，相邻聚合链中，邻近[Zn(Htpc)]²⁺的芳环之间存在强的π∙∙∙π相互作用，通过和π∙∙∙π作用锯齿形一维配位聚合链形成二维超分子层，该样品在420 nm短波激发下，在612 nm处发射红色荧光，在自然光和365 nm紫外光下均呈现红色，是典型的红色荧光材料，可用于制备光敏材料、复合颜料、涂料或染料。

技术领域

本发明属于过渡金属及先进发光材料领域，主要涉及一种红色荧光的锌有机超分子、其制备方法及应用。

背景技术

荧光颜料是独特、艳丽的光敏材料，其既可以反射部分可见自然光，又吸收紫外光或短波长光并转换成同样颜色的光发射出来，这种性能与其结构中某种原子或原子团,以及微观原子的连结方式有直接关系。红色荧光材料中，很多是有机红颜料，应用广泛，主要以含大共轭发色团的有机物为主，如偶氮红、茜素红(1,2-二羟基蒽醌)、喹吖啶酮红、吡咯温莎红、胭脂红等，这些颜料一般着色力较强，但它们耐热性、耐光性和遮盖力一般，颜料迁移性较强。无机红颜料，一般不发射红色荧光，在生理或环境许可范围内应用广泛，如铁红(Fe₂O₃)、钼铬红等。油墨、涂料、智能电子、新材料等行业的旺盛需求，需要人们不断创新开发新的红色颜料(包括红色荧光材料)。

近十年来，金属-有机超分子材料(或称配合物，含配位聚合物)是现代先进发光材料的重要来源之一，这类材料兼具无机发光材料稳定、寿命长的优点，及有机发光材料结构多样可调控、发光谱带宽等优点。以贵金属Ru盐或稀土金属Eu盐为原料，通过与多官能的有机配体(如大共轭的卟啉等)结合，组装有精确电子结构的红色金属-有机超分子晶体材料，是研究热点之一。然而多年来，由于贵金属成本高、稀土资源有限，材料科学家们一直在寻找完全或某种程度上可替代稀土或贵金属的新型红色发光材料。

锌是第四“常见”的重要金属，是人体必需的微量元素，在材料、化学化工、生命科学等很多领域应用广泛；锌有机超分子(或配合物，包括配位聚合物)是材料科学、超分子化学等领域研究最广泛而且深入的新材料类型，文献已经报道的绝大多数锌有机超分子，荧光发射波长主要在450～520nm(蓝色或绿色)范围，而红色荧光锌有机超分子材料的制备一直是难以预期的挑战性项目。

发明内容

本发明提供一种红色荧光的锌有机超分子，该锌有机超分子的晶体在自然光和紫外的照射下均呈红色，同时在420nm短波光的激发下，在612nm处有发射荧光。

一种红色荧光的锌有机超分子，其化学式为{[Zn(Htpc)(Hntb)](H₂O)₄}_n，其属于单斜晶系，空间群为P2/c，晶胞参数所述{[Zn(Htpc)(Hntb)](H₂O)₄}_n中，所述Htpc的结构如式I所示；所述Hntb^2-是H₃ntb脱去两个质子后的组分，所述H₃ntb的结构如式II所示。

上述锌有机超分子的不对称结构单元中含有0.5个晶体学独立的Zn²⁺、0.5个晶体学独立的Htpc、0.5个晶体学独立的Hntb^2-和2个晶体学独立的结晶水分子，Htpc通过三联吡啶基团与Zn²⁺离子螯合配位，Hntb^2-桥联2个Zn²⁺离子，水分子游离存在，所述整个超分子正负总电荷平衡，呈电中性。