[发明专利]高热稳定的棕色荧光锌(II)基聚合物晶体材料及其制法与应用

说明书

本发明提供了一种高热稳定的棕色荧光锌(II)基聚合物晶体材料，其化学通式为{[Zn(H₂etc)(pmp)](H₂O)}_n，属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数所述化学通式中，组分H₂etc^2‑是半刚性的四元有机羧酸H₄etc脱去2个质子所得，所述H₄etc结构如式Ⅰ所示；组分pmp结构如式Ⅱ所示，本发明制备的棕色荧光聚合物晶体材料，产率约达75％，具有高的热稳定性；可见光激发下，该聚合物晶体在612nm处发射棕色荧光；这是迄今罕见的棕色荧光聚合物晶体材料。

技术领域

本申请属于先进发光晶体材料领域，具体涉及一种高热稳定的棕色荧光锌(II)基聚合物晶体材料及其制法与应用。

背景技术

现代色彩艺术的视觉传达中，棕色是介于黄色和红色之间的特色色调，常常被联想到泥土、大地、自然、简朴，与天然木材、中药材以及小石头有非常亲密的联系，它给人可靠、有益健康的感觉，可以用来创造温暖和怀旧的情愫。在天然荧光物质中，传统中药材大黄的提取物大黄甙在紫外下可呈棕色荧光，总体上天然的棕色荧光物质比较少见。

从金属离子和发色有机官能化合物出发，一定条件下制备有精确电子结构的聚合物晶体材料(Polymer Crystalline Materials，PCMs)，是新发光材料领域具有原创性的重要方向，所得晶体材料能表现出无机和有机原料所不具备的结构和性能特征，且具有明确的构效关系。氮杂有机官能化合物，如4,4'-联吡啶等，常用于混有机组分配位聚合物或超分子聚合物晶体材料的制备，而嘧啶基修饰的4,4'-联吡啶衍生物用于聚合物晶体材料的制备方面还不多。迄今为止，具有精确电子结构的棕色荧光聚合物晶体材料还鲜有报道。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种高热稳定的棕色荧光锌(II)基聚合物晶体材料，测定了其精准的微观结构，该新物质在542nm可见光激发下，在612nm处呈较强棕色荧光发射峰；紫外光下，晶体样品呈现棕色荧光，且具有高的热稳定性，可用于包括PMMA复合荧光膜在内的器件制备。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高热稳定的棕色荧光锌(II)基聚合物晶体材料，其化学通式为{[Zn(H₂etc)(pmp)](H₂O)}_n，属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数所述化学通式中，组分H₂etc^2-是半刚性的四元有机羧酸H₄etc脱去2个质子所得，所述H₄etc结构如式Ⅰ所示；组分pmp结构如式Ⅱ所示，

进一步，所述聚合物晶体结构的不对称单元中，包含1个晶体学独立的Zn²⁺离子、1个H₂etc^2-、1个pmp组分和1个晶格水分子；每个所述H₂etc^2-与2个Zn²⁺离子配位，配位模式如式III所示；其中Zn为五配位；所述组分pmp螯合1个Zn²⁺离子，配位模式如式IV所示；其中，式III至IV中原子数字标记表示来源，Zn原子和O原子数字右上角标为对称转换，

进一步，在所述聚合物的空间结构中，金属锌(II)离子与有机组分配位形成一维配位聚合链[Zn(H₂etc)(pmp)]_n，通过链间相邻H₂etc^2-的芳环之间较强π···π相互作用构筑了一维超分子聚合带，链间相邻pmp的芳环之间π···π相互作用也构筑聚合链；通过O-H···N氢键，一维超分子聚合带进一步形成了3D超分子聚合网络。