[发明专利]卤键共晶材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种卤键共晶材料及其制备方法和应用，制备方法包括：将第一组分材料和第二组分材料溶解在有机溶剂中，得到混合溶液，将所述混合溶液滴在基片上，避光静置10～60min，以使所述有机溶剂挥发，得到卤键共晶材料，本发明采用简易、时间周期短、成本低的溶剂挥发方法，得到了摩尔比为2:1或1:1的多种卤键共晶材料，生长制备过程的产率全部为100％。

技术领域

本发明属于有机光电功能晶体材料技术领域，具体来说涉及一种卤键共晶材料及其制备方法和应用。

背景技术

分子共晶是由两种或多种有机化合物以一定的化学计量比通过超分子自组装结晶的方式形成的特殊单晶材料。科学工作者们可以化学合成或理性筛选共晶的组成材料，进而调控共晶内分子间的作用力，实现多功能共晶的设计与制备。例如，中国科学院化学研究所的朱道本等人在大π稠环体系共晶中发现了同时具有空穴和电子的双极性电荷传输特性，韩国首尔大学的Park等人采取“给受体等体积”策略同时得到了高的载流子迁移率迁和高的发光效率共晶，这些成果使得共晶材料在有机场效应晶体管、铁电体、非线性光学、光泵浦激光等领域显示出广阔的实际应用前景。然而到目前为止，共晶的相关成熟技术主要应用于药物工程、含能炸药等方面，而应用于光电磁相关领域的公开发明专利资料相对较少。主要原因可能如下：一是，具有光电磁活性的单组分材料有一定的π电子共轭度，空间几何构型较大、溶解度低；二是，缺乏共晶单组分材料的筛选原则，并不是任意两种分子都可以进行有效的共结晶；三是，现报道公开的共晶生长工艺流程复杂、设备要求高、耗时较长、晶体的质量和尺寸无法精准控制、产率并未实现100％。例如中国科学院化学研究所的赵永生等人在2020年4月21日公开了一种有机共晶增益材料及其制备方法和在激光性能中的应用(公开号：CN111039859A)，生长共晶时需要在反溶剂氛围中进行，或者使用两种溶剂混合挥发。北京师范大学的闫东鹏等人在2013年10月2日公开了一种具有多色荧光特性的二苯基恶唑共晶材料及其制备方法(公开号：CN201310298063.5)，生长共晶时需要使用混合溶剂并静置长达1-3周，或者加入去离子水后使用超声振荡条件。因此，改进现有共晶生长制备技术，发展简单、快速、无环境污染、产率高并具有普适性的方法，发展新型高性能光电磁功能共晶材料，属于本领域当前急需攻克的关键技术难题之一。

发明内容

针对分子共晶在有机光电领域中的制备困难、结构-性质关系不明确以及最终产物的性能难以预测等实际情况和技术难题，本发明的目的在于提供一种卤键共晶材料的制备方法，该制备方法选择卤键作为主要的超分子自组装驱动力，采用溶液挥发法生长高质量的卤键共晶材料。本发明的制备方法为一种生长工艺简单、快速、成本低、产率高、普适性好的溶剂挥发方法。

本发明的另一目的是提供上述制备方法获得的卤键共晶材料。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种卤键共晶材料的制备方法，包括：将第一组分材料和第二组分材料溶解在有机溶剂中，得到混合溶液，将所述混合溶液滴在基片上，避光静置10～60min，以使所述有机溶剂挥发，得到卤键共晶材料，其中，按物质的量份数计，所述第一组分材料和所述第二组分材料的比为(1～2):1，所述第一组分材料为4-苯乙烯吡啶(英文简称Spe)或1,2-二(4-吡啶基)乙烯(英文简称Bpe)，所述第二组分材料为1,3,5-三氟-2,4,6-三碘苯(英文简称IFB)或1,4-二碘四氟苯(英文简称F₄DIB)。

在上述技术方案中，所述有机溶剂为乙腈。

在上述技术方案中，所述避光静置的温度为16-28℃。

在上述技术方案中，所述有机溶剂的体积份数与所述第一组分材料的物质的量份数的比为5:(10^-5～10^-4)，所述体积份数的单位为毫升(mL)，所述物质的量份数的单位为摩尔(mol)。

在上述技术方案中，所述基片为玻璃片。