CN109824911B - 一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于配位化学技术领域，具体涉及一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体及其制备方法和应用。所述的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的分子式为[InKCu2I2C42H58N10O14]n，n为正整数，该晶体属于单斜晶系，空间群为P21/c。本发明使用原料烟酸、硝酸铟、碘化亚铜、碘化钾简单易得，与N,N'‑二甲基甲酰胺在溶剂热条件下进行反应即得到一例具有绿色荧光性能的铟钾铜三金属配位聚合物晶体，制备方法简单，合成成本低。

Description

一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于配位化学技术领域，具体涉及一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体及其制备方法和应用。
背景技术
金属有机配位聚合物是一种由金属和有机配体之间利用配位键形成的新型功能晶态材料，该材料在发光材料、有机催化、气体吸附分离等领域有着重要应用。金属离子在金属有机配位聚合物中做为连接的中心节点与有机配体通过配位自组装构建成一维、二维或者是三维的晶体结构。在该类材料中金属离子可以是单一金属离子，双金属离子或者是多金属离子。而多金属离子构建成的金属有机配位聚合物往往表现出不同于单一金属离子的特性。目前以单纯铟离子为中心节点的金属有机配位聚合物还比较常见，其有机配体多为含羧酸的芳香类有机分子，铟与均苯三甲酸构筑的三维金属有机框架结构表现出良好的气体吸附性能；以铟铜双金属的为中心节点的配位聚合物目前正受到越来越多的关注；而以铟钾铜三金属离子为中心节点同时存在于晶体结构中的配位聚合物目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的技术方案如下：
一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体，所述的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的分子式为[InKCu2I2C42H58N10O14]n，n为正整数，在晶体的基本结构单元中含有一个铟离子，一个钾离子，两个一价铜离子，两个碘离子，四个烟酸阴离子，六个N,N'-二甲基甲酰胺分子。铟离子与八个烟酸配体的氧原子配位形成扭曲的八面体构型，钾离子与两个烟酸配体的氧原子、四个N,N'-二甲基甲酰胺的氧原子配位成键，呈现出扭曲的八面体构型；铟离子与钾离子由烟酸配体的氧原子连接形成了In-K簇，一价铜离子与两个碘离子、两个烟酸配体的氮原子配位形成四面体构型，一价铜离子与碘离子形成Cu2I2簇，Cu2I2簇由四个烟酸配体与In-K簇构筑形成了二维网格的晶体结构。
所述一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体的制备方法如下：将硝酸铟、碘化亚铜、碘化钾、烟酸置于N,N'-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌至混合均匀，得到混合液，再将混合液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在温度为100摄氏度下反应2天，然后降温至室温，得到黄色透明的块状晶体，所得晶体即为铟钾铜三金属配位聚合物。
所述的烟酸：硝酸铟：碘化钾：碘化亚铜的摩尔比为4：1：1：1，所述的烟酸配体与N,N'-二甲基甲酰胺的摩尔比为1：（5≈20）。
一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体，该晶体属于单斜晶系，空间群为P21/c，单胞参数为：a=10.871(3) Å，b=19.570(6) Å，c=27.571(8) Å，β=90.815(6)°，V=5865(3) Å3，Z=4，分子量=1461.78。
本发明中的铟钾铜三金属配位聚合物晶体具有稳定的绿色发光性能。室温固态下，以330nm激发光照射，铟钾铜三金属配位聚合物晶体呈现出绿色荧光，最强的发射峰最高处位于560nm处。
本发明的显著优点在于：
本发明所使用的原料烟酸、硝酸铟、碘化亚铜、碘化钾简单易得，与N,N'-二甲基甲酰胺在溶剂热条件下进行反应即得到一例具有绿色荧光性能的铟钾铜三金属配位聚合物晶体，制备方法简单，合成成本低。
附图说明
图1为实施例1中合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的基本结构单元；
图2为实施例1中合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的铟钾簇；
图3为实施例1中合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的铜碘簇；
图4为实施例1中合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的二维结构；
图5为实施例1中合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的粉末XRD图，虚线为合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体，实线为理论模拟；
图6为实施例1中合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的红外光谱图；
图7为实施例1中合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的固体荧光光谱图。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
称取 0.063克硝酸铟、0.038克碘化亚铜、0.033克碘化钾、0.984克烟酸置于2.922克N,N'-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌至混合均匀，得到混合液，再将混合液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在温度为100摄氏度下反应2天，然后降温至室温，得到黄色透明的块状晶体，所得晶体即为铟钾铜三金属配位聚合物。
选择大小合格且外观规整的本实施例制备的晶体，在德国布鲁克D8单晶衍射仪上收集衍射数据。采用直接法对衍射的数据进行解析，采用理论加氢得到氢原子的位置，用最小二乘法F2进行精修，所有精修解析工作均在shelxl-97软件上完成，最终得到所合成的配位聚合物的空间结构。
化合物的晶体学数据列于下表
表1化合物的晶体学数据
Figure DEST_PATH_IMAGE001
利用在日本理学X射线粉末衍射仪对本实施制备的晶体进行粉末XRD测试，图5为实施例一制备的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的粉末XRD图，图5中的1为铟钾铜三金属配位聚合物晶体，2为理论模拟，通过分析发现理论模拟的谱图与实际测得谱图吻合得很好，说明化合物纯度很高。
利用Necolet IS50 FTIR型红外光谱仪对化合物进行红外光谱测试，利用KBr压片，在4000-400波数范围内的进行扫描，图6为实施例一中合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的红外光谱图，由图可知3400cm-1处吸收峰可归属于芳香环上的C-H振动峰，1620cm-1和1379cm-1处吸收峰可归属于羧酸上的羰基不对称和对称振动吸收峰，1196cm-1、1154cm-1、1096cm-1处为烟酸吡啶环的振动峰，834cm-1处归属于K-O振动峰，760cm-1和710cm-1处归属于In-O振动峰。
利用英国爱丁堡仪器公司FLS980荧光光谱仪对本实施例合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体进行荧光发光测试，图7为实施例1合成的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的固态荧光光谱图，可以看出，室温固态下，以330nm为激发波长，铟钾铜三金属配位聚合物晶体最大发射波长为560nm，呈现绿色发光。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种铟钾铜三金属配位聚合物晶体，其特征在于：所述的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的分子式为[InKCu2I2C42H58N10O14]n，n为正整数，该晶体属于单斜晶系，空间群为P21/c，单胞参数为：a=10.871(3) Å，b=19.570(6) Å，c=27.571(8) Å，β=90.815(6)°，V=5865(3)Å3，Z=4，分子量=1461.78。
2.一种制备如权利要求1所述的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的方法，其特征在于：将硝酸铟、碘化亚铜、碘化钾、烟酸置于N,N-二甲基甲酰胺中，室温下搅拌至混合均匀，得到混合液，再将混合液置于内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在温度为100摄氏度下反应2天，然后降温至室温，得到黄色透明的块状晶体，所得晶体即为铟钾铜三金属配位聚合物。
3.根据权利要求2所述的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的制备方法，其特征在于：所述的烟酸：硝酸铟：碘化钾：碘化亚铜的摩尔比为4：1：1：1。
4.根据权利要求2所述的铟钾铜三金属配位聚合物晶体的制备方法，其特征在于：所述的烟酸与N,N'-二甲基甲酰胺的摩尔比为1：（5~20）。
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