[发明专利]一种中性金属配合物铱-联吡啶二羧酸晶体材料及其制备方法

说明书

本发明属于化学传感器领域和激光防护领域，公开了一种中性金属配合物铱‑联吡啶二羧酸晶体材料及其制备方法。本发明从配合物的结构和性能出发，选择磷光性能比较好的1‑苯基吡唑螯合配体与三水·三氯化铱形成苯基吡唑环金属铱二聚体，然后在一定反应条件下利用二氯桥断裂与辅助配体2,2‑联吡啶‑5,5'二羧酸相结合，形成铱‑联吡啶二羧酸金属配合物。再应用晶体工程学原理，采用高温高压反应釜法即水热合成，在高温高压条件下，铱‑联吡啶二羧酸金属配合物经过晶核析出、晶体生长等过程，得到晶体材料。

技术领域

本发明属于化学传感器领域和激光防护领域，具体涉及一种中性金属配合物铱-联吡啶二羧酸晶体材料及其制备方法。

背景技术

近年来，以环金属Ir(III)配合物为代表的金属有机化合物因其在有机发光二极管(OLEDs)、发光电化学电池(LECs)、非线性光学(NLO)、生物成像、化学传感和光催化等领域具有潜在的应用价值而成为光电功能材料与器件领域的研究热点。与传统配合物相比，金属有机化合物具有反应时间快、介电常数低、结构灵活等优点。例如，金属有机化合物在多种形式电荷的转移方面比传统配合物有优势，如低能金属-配体电荷转移(MLCT)、配体-金属电荷转移 (LMCT)以及配体-配体电荷转移(LLCT)等。这些性能对金属有机化合物的非线性光学(NLO) 和化学传感等性能具有十分重要的影响。此外，通过对环金属前驱体、辅助配体、平衡离子和溶剂种类的改变，可以有效地实现对环金属Ir(III)配合物结构和性能的调节。因此，通过分子工程技术探索简单、便利的制备方法来合成结构新颖的环金属Ir(III)配合物并研究其光电性能，并将其对应的晶体材料应用在化学传感器领域和激光防护领域，具有十分重要的意义。

发明内容

环金属Ir(III)配合物常规的合成方法主要分为以下几步：首先引入合适的螯合配体合成环金属铱二聚体，然后利用铱二聚体上空余配位点与辅助配体的氮原子配位，最后制备出环金属铱配合物，最后再对其进行扩散培养，得到该金属配合物的晶体材料。然而，常规的晶体材料培养方法步骤较多、耗时较长，成本相对较高。本发明提供了一种简便的环金属Ir(III) 配合物合成方法及其晶体材料的培养方法。晶体培养方法主要是利用溶剂热法将原料按比例加入高压釜中，配置好溶剂，调整溶液的pH值，再根据溶剂体系的沸点设定好烘箱的温度和时间，最终得到目标晶体材料。

本发明首先提供了一种中性金属配合物铱-联吡啶二羧酸晶体材料，所述晶体材料中苯基吡唑环金属铱的空余配位点与辅助配体2,2-联吡啶-5,5'-二羧酸(简称联吡啶二羧酸)上的氮原子配位，所述晶体材料的结构式如下式所示：

为了解决上述问题，本发明还提供了一种中性金属配合物铱-联吡啶二羧酸晶体材料的制备方法，步骤如下：

步骤1：苯基吡唑环金属铱二聚体[Ir(ppz)₂(μ-Cl)]₂的合成：

将水合三氯化铱和1-苯基吡唑配体按照摩尔比1:2溶于乙二醇乙醚与去离子水的混合溶剂中，固定好后在氮气环境下于135℃加热回流24小时，在反应过程中用TLC监控反应进行程度。回流结束后冷却至室温，将形成的粗产物用小型布氏漏斗抽滤，所得沉淀用石油醚和乙醇混合溶剂洗涤去除杂质，接着用二氯甲烷和去离子水的混合溶剂萃取数次提纯，最后在真空中干燥得到黄色目标产物[Ir(ppz)₂(μ-Cl)]₂。

步骤2：2,2-联吡啶-5,5'-二羧酸(联吡啶二羧酸)的合成：