[发明专利]一种给受体异质晶态复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种如式(Ⅰ)所示的给受体异质晶态复合材料，其中，所述客体分子选自蒽、菲、芘、苯并菲、二萘嵌苯和晕苯中的两种或多种；所述NKU‑111如式(Ⅱ)所示；所述NKU‑111中的tpt作为给受体异质晶态复合材料的受体分子，客体分子作为给体分子；所述客体分子通过主体框架NKU‑111的限域效应和与受体分子tpt形成的静电力作用存在于所述NKU‑111的框架内。本申请将给受体中的受体作为配体引入NKU‑111主体框架，并将对应的电子给体作为客体引入主体框架中，构建了一种给受体异质晶态复合材料；通过结合配体A组分与无机组分之间较强的配位作用和D‑A之间的π‑π作用，实现了D‑A组分有序的堆积。

技术领域

本发明涉及异质晶态材料技术领域，尤其涉及一种给受体异质晶态复合材料及其制备方法。

背景技术

由有机分子电子给体(Donor)和受体(Acceptor)形成的给受体(Donor-Acceptor)异质晶态材料可对组成和结构的调控展现出不同组分之间的激子能量转移、电荷转移/分离的特性，因此广泛应用在光学调制、信号调制、分光路由、逻辑处理和传感探测等领域，成为近年来光电子学方面备受关注的材料之一。在有机D-A异质晶态材料中，D、A组分的分子结构、电子轨道能级以及两种组分的排列方式共同决定了材料的整体性能。因此组分的分子设计和堆积方式调控是实现性能的关键。目前为止，研究者主要通过设计多种具有合适分子间作用力的有机分子来实现分子电子轨道能级和堆积方式的精准调控。(Adv.Mater.28，8477-8482(2016)；Small 3，1633-1639(2007)；Acc.Chem.Res.47，3448-3458(2014)；Angew.Chem.Int.Ed.56，10352-10356(2017).)

有机D-A异质晶态材料仍然存在诸多问题，例如：1)有机D-A异质晶态材料的构筑导向力通常是π-π堆积作用、C-H…X作用、C-H…π作用、静电作用等弱的超分子作用力，在反应过程中，这些超分子弱作用力容易受到溶剂、温度等外部因素的影响，使最终的组分、结构不可控，进而性能不可控；2)随着越来越多的有机分子被合成出来，探索新型的具有合适分子间作用力的有机分子越来越困难；3)由于超分子作用相对较弱且空间导向性不强，使得D、A组分在组装成为长程有序晶态材料的过程中难以获得制备高性能光电器件所需的缺陷少、尺寸大的晶体，同时限制了通过单晶衍射方法对材料结构的直接测定及相关的材料结构-性能关系、性能调控机理等方面的研究；4)基于超分子作用构筑的D-A异质晶态材料的稳定性相对较低，限制了其在高温、溶剂存在等环境下的应用。因此发展新的D-A体系和相应的构筑方法具有重要的意义。

配位聚合物(Coordination Polymers，CPs，包含金属-有机框架Metal-OrganicFrameworks，MOFs)是基于有机配体和金属离子/金属簇通过配位键连接而形成的一类新兴的无机-有机杂化材料，因其独特的组成、结构和性质及在众多领域潜在的应用前景而受到广泛的关注和研究，已成为化学和材料科学研究的热点之一。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种给受体异质晶态复合材料，该材料具有较好的稳定性，且表现出基于电荷转移作用的荧光发射性能。

有鉴于此，本申请提供了一种如式(Ⅰ)所示的给受体异质晶态复合材料，

客体分子@NKU-111； (Ⅰ)；

其中，所述客体分子选自蒽、菲、芘、苯并菲、二萘嵌苯和晕苯中的两种或多种；

所述NKU-111如式(Ⅱ)所示；

{[Cd₃(tpt)₂(BDC)₃(H₂O)₃]·2H₂O}_n (Ⅱ)；

所述NKU-111中的tpt作为给受体异质晶态复合材料的受体分子，客体分子作为给体分子；