金屬離子調控螢光發射性質的雜化材料的製備方法與流程

2023-12-02 03:41:06 3

本發明涉及螢光發射領域，具體是金屬離子調控螢光發射性質的雜化材料的製備方法。

背景技術：

現有的螢光材料種類繁多，含氮雜環和芳香環等共軛有機化合物，該類化合物的合成步驟較多，合成費用不菲，螢光性質不能調節，強度和波長不可控制。但是，對於這些螢光材料的螢光發射性質的影響因素以及調控因素研究的很少。現有研究配合物的螢光發射性質主要集中在增加配合物的共軛體系來改變配合物的電荷轉移，從而改變螢光性質，主要缺陷是螢光性質不可調節。研究的重點只是單個配合物的螢光性質。研究時選擇的金屬離子多以稀土元素為主。

技術實現要素：

本發明的目的是基於相同結構的配合物，利用金屬離子的不同來調節配合物的螢光發射性質，拓展調節配合物螢光發射性質的影響因素，通過簡單的手段來調節和控制螢光性質。

本發明是通過以下技術方案實現的：

金屬離子調控螢光發射性質的雜化材料的製備方法，製備步驟包括：將1-5 mmol金屬鹽、1-5 mmol 1,10-鄰菲羅啉和1-5 mmol 1，2-二羥基苯-3，5-二磺酸鈉溶解於10-50 ml水和10-50mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的體積比為1:1；然後，在攪拌的條件下，加熱回流3-5 h；最後，緩慢冷卻至室溫過濾至有塊狀晶體析出。

其中，所述的金屬鹽可以是CoCl2 、ZnCl2 、MnCl2 、NiSO4、Cd(NO3)2中的一種。

本發明是利用含酚羥基和磺酸基配體，與金屬鹽形成結構相同的配合物，通過金屬離子的變化，達到調控配合物的螢光性質的目的，實現螢光發射性質的可控性。

與現有技術相比，本發明的配合物材料具有以下幾個突出的特點：

(1)具有良好的熱穩定性，可以300 ℃左右僅失去溶劑分子，配合物結構沒有被破壞；

(2)其配合物的螢光發射性質可以通過改變中心金屬離子加以調控；

(3)配合物1-5的螢光發射效果改變明顯，包括螢光強度以及發射波長；

(4)該配合物的合成方法簡單，合成步驟少，合成成本便宜，所用原料廉價。

附圖說明

圖1為本發明配合物1分子結構（去掉了自由的水分子和氫原子）；

圖2為本發明配合物1的熱重曲線；

圖3為室溫下，配合物1-5與配體的固態螢光發射譜圖；

圖2中，L、配體。

具體實施方式

下面結合實例和實驗例對本發明做進一步詳細說明，但本發明的保護範圍不受實施例所限。

實施例1：

將1 mmol CoCl2、1 mmol 1,10-鄰菲羅啉和1mmol 1，2-二羥基苯-3，5-二磺酸鈉溶解於10 ml水和10mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的體積比為1:1；然後，在攪拌的條件下，加熱回流5 h；最後，緩慢冷卻至室溫過濾至有塊狀晶體析出，得配合物1，產率為90%。

元素分析結果為： C30H30N4O13S2Co，測量值% (理論值%)：C46.46(46.33)，H4.13(3.89)，N7.46(7.20)。

實施例2：

將5 mmol ZnCl2、5 mmol 1,10-鄰菲羅啉和5 mmol 1，2-二羥基苯-3，5-二磺酸鈉溶解於30 ml水和30mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的體積比為1:1；然後，在攪拌的條件下，加熱回流3 h；最後，緩慢冷卻至室溫過濾至有塊狀晶體析出，得配合物2，產率為89%。

元素分析結果為：C30H30N4O13S2Zn，測量值% (理論值%)：C46.62(45.95)，H4.18(3.86)，N7.32(7.14)。

實施例3：

金屬離子調控螢光發射性質的雜化材料的製備方法，製備步驟包括：將2 mmol MnCl2、5 mmol 1,10-鄰菲羅啉和3 mmol 1，2-二羥基苯-3，5-二磺酸鈉溶解於20 ml水和20mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的體積比為1:1；然後，在攪拌的條件下，加熱回流4 h；最後，緩慢冷卻至室溫過濾至有塊狀晶體析出，得配合物3，產率為92%。

元素分析結果為：C30H30N4O13S2Mn，測量值% (理論值%)：C46.69(46.57)，H4.31(3.91)，N7.51(7.24)。

實施例4：

金屬離子調控螢光發射性質的雜化材料的製備方法，製備步驟包括：將3 mmol NiSO4、4 mmol 1,10-鄰菲羅啉和5 mmol 1，2-二羥基苯-3，5-二磺酸鈉溶解於40 ml水和40mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的體積比為1:1；然後，在攪拌的條件下，加熱回流5 h；最後，緩慢冷卻至室溫過濾至有塊狀晶體析出，得配合物4，產率為68%。

元素分析結果為：C30H30N4O13S2Ni，測量值% (理論值%)：C46.61(46.31)，H4.28(3.86)，N7.55(7.20)。

實施例5：

金屬離子調控螢光發射性質的雜化材料的製備方法，製備步驟包括：將5 mmol Cd(NO3)2、2 mmol 1,10-鄰菲羅啉和4 mmol 1，2-二羥基苯-3，5-二磺酸鈉溶解於50 ml水和50mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的體積比為1:1；然後，在攪拌的條件下，加熱回流4 h；最後，緩慢冷卻至室溫過濾至有塊狀晶體析出，得配合物5，產率為85%。

元素分析結果為：C30H30N4O13S2Cd，測量值% (理論值%)：C46.42(43.35)，H4.23(3.84)，N7.88(76.74)。

由說明書附圖3可知，本發明配體的最強螢光發射峰及強度為440 /4439 nm。配合物1-5的最強發射峰位置及強度，分別為458/6185，386/9098，646/1854，513/15557和563/2240 nm。配合物1，3，4，5的螢光發射峰均發生了紅移，分別紅移了18，206，73和123 nm；配合物2的螢光發射峰發生了藍移，藍移了54 nm。

對於螢光發射強度，配合物1，2，4有所增強。其強度是配體的1.39倍，2.05倍，3.50倍；配合物3和5有所減弱，其強度是配體的0.42倍，0.50倍。

以上所述實施方式僅為本發明諸多實施方式中的幾種，但本發明的保護範圍並不局限於此。