CN117285720A - 一种稀土发光配位聚合物及其制备方法与应用 - Google Patents

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CN117285720A CN202311281648.6A CN202311281648A CN117285720A CN 117285720 A CN117285720 A CN 117285720A CN 202311281648 A CN202311281648 A CN 202311281648A CN 117285720 A CN117285720 A CN 117285720A
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Abstract

本发明涉及功能晶体材料领域,特别是一种稀土发光配位聚合物及其制备方法与应用;化学通式为{[M(dppz)(PTA)1.5(H2O)]·0.5(guest)},其主配体为缺电子的二吡啶并[3,2‑a:2',3'‑c]吩嗪,辅助配体为对苯二甲酸,其中所述的金属离子为钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)中的一种,客体分子为萘、蒽、芘、菲、苯并菲、苝的一种;所述荧光双发射配位聚合物具有较高的热稳定性,可通过包夹具有不同功能的客体分子,首次实现稀土特征发射和给‑受体发射的荧光双发射配位聚合物材料的直接构筑,合成技术具有普适性,解决了传统荧光双发射材料难以直接构建的难题。

Description

一种稀土发光配位聚合物及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及功能晶体材料领域,特别是一种稀土发光配位聚合物及其制备方法与应用。
背景技术
荧光双发射是指同一个荧光分子在特定条件下同时发出两种不同波长的荧光。这种现象在荧光光谱分析中具有重要的应用价值。它可以提供内置自校准,提高信噪比和更可靠的定量分析用于校正许多与分析无关的因素,尤其是在实际的生物成像中。近年来,大多数报道的比值传感器都是通过将两种独立的光源组合或共轭而成,很少有报道直接合成具有双发射荧光性质的材料。
配位聚合物(coordinationpolymer,CP)是一种由金属离子和有机配体通过配位键相结合形成的新型无机-有机杂化功能材料,近年来,构建具有发光性质的配位聚合物,并用于分子识别、防伪、传感、成像等领域,成为一个重要的研究方向。配位聚合物的发光性质一般可来源于配体、金属离子、客体或主客体相互作用等,而丰富的调控方式,可实现荧光双发射配位聚合物的直接构筑。本发明利用含缺电子配体的稀土配位聚合物作为受体主体框架,在其孔隙中引入富电子给体客体分子,首次实现了具有稀土特征发光和给-受体发光双发射配位聚合物的直接构筑。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术分析和存在问题,提供一种稀土发光配位聚合物及其制备方法与应用,所述稀土发光配位聚合物具有较高的热稳定性和水稳定性,可通过包夹具有不同客体分子来实现对其发光性能的调控,可作为潜在的荧光双发射材料,在传感器、发光探针、防伪等领域产生良好的应用前景。
本发明采用如下技术方案:
一种稀土发光配位聚合物,其化学通式为{[M(dppz)(PTA)1.5(H2O)]·0.5(guest)},其中主配体为缺电子的二吡啶并[3,2-a:2',3'-c]吩嗪(dppz),辅助配体为对苯二甲酸(PTA),其中所述的金属离子为钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)中的一种,客体分子为萘、蒽、芘、菲、苯并菲、苝的一种;
所述稀土发光配位聚合物的晶体框架的不对称结构单元中,存在一个晶体学上独立的Eu(III)、一个dppz配体、一个半的PTA2-配体、一个配位水分子和半个客体分子。
在以上方案的基础上,进一步的,所述稀土发光配位聚合物的晶体框架中的金属中心采用八配位模式,分别与四个来自不同PTA2-配体的五个羧基氧原子、一个dppz配体的两个吡啶氮原子和1个水分子配位,形成十二面体几何构型;两个相邻的金属中心通过六个PTA2–配体的十个羧基氧原子连接形成一个双核金属簇;dppz配体与金属中心螯合配位,每个双核金属簇连接六个PTA2-配体,每个PTA2-配体连接两个双核金属簇,沿b轴方向延伸形成一维链结构;相邻链通过分子间作用力平行排列堆积在一起,最终形成三维超分子多孔框架结构,孔道壁为缺电子吩嗪单元,每两条链各提供两个缺电子位点,与框架中游离的客体分子形成π-π堆积相互作用,进而使富电子客体有序排布于孔道中。
进一步的,所述稀土发光配位聚合物在紫外灯激发下,具有荧光双发射光谱。
本发明还提供一种所述稀土发光配位聚合物的制备方法,具体包括如下步骤:
1)将有机配体dppz、PTA和金属盐,以及相应客体芘分子,加入到DMF、甲醇、水的混合溶剂中并混合均匀;
2)将上述所得混合液密封后在80~120℃下进行溶剂热反应,反应时间为24-72小时,自然冷却至室温后得到黄色长块状晶体;
3)将上述晶体用DMF洗涤、干燥后即可制得荧光双发射配位聚合物。
在以上方案的基础上,进一步的,所述dppz、PTA、金属盐和客体分子的摩尔比为1:1~2:1~3:0.2~1。
在以上方案的基础上,进一步的,所述DMF、甲醇、去离子水、氟硼酸的体积比为10~20:10~20:10~20:0.5~1。
本发明还提供所述稀土发光配位聚合物在制备荧光双发射材料领域的应用。
进一步的,所述配位聚合物紫外灯激发下,具有荧光双发射光谱,即稀土特征发射峰和给-受体特征发射峰,可发出不同颜色的光。
进一步的,所述配位聚合物在外界条件变化时,可以产生可视化荧光响应。
本发明的有益技术效果是:所述荧光双发射配位聚合物具有较高的热稳定性,可通过包夹具有不同功能的客体分子,首次实现稀土特征发射和给-受体发射的荧光双发射配位聚合物材料的直接构筑,合成技术具有普适性,解决了传统荧光双发射材料难以直接构建的难题。实验测得的粉末衍射图与理论模拟的基本吻合,证明其相纯度较高。重要的是该类材料对酸度等外界条件变化具有明显的荧光响应性能,可作为荧光双发射材料应用于传感器、发光探针、防伪、成像等领域,并展现出良好的应用前景。
附图说明
图1是稀土发光配位聚合物的配位环境图(a)及其结构中对苯二甲酸的配位模式图(b)。
图2是稀土发光配位聚合物的结构图:(a)为金属离子形成的双核簇单元结构;(b)为对苯二甲酸结构图;(c)为对苯二甲酸连接双核簇形成的一维链状结构;(d)为该配位聚合物的三维框架结构;(e)和(f)为不同视角下客体分子在框架中的具体包覆情况图。
图3是实施例7、9-11制备的稀土发光配位聚合物的X-射线粉末衍射图。
图4是实施例7、9-11制备的稀土发光配位聚合物的热重分析图。
图5是实施例7、9-11制备的稀土发光配位聚合物的归一化荧光发射光谱(a)及其对应CIE光坐标(b)。
图6是实施例7制备的稀土发光配位聚合物对盐酸蒸汽的荧光响应图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明并不限于以下实施例。
实施例1:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.03 mmol)、Sm(NO3)3·5H2O(0.06 mmol)和芘(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(0.75 mL)、甲醇(0.75 mL)、去离子水(0.75 mL)和氟硼酸(0.075 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入80-90℃烘箱内恒温加热24-48h,得到橙黄色块状晶体HGCP-20。
实施例2:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.03 mmol)、Sm(NO3)3·5H2O(0.05 mmol)和萘(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(0.75 mL)、甲醇(0.75mL)、去离子水(1mL)和氟硼酸(0.075 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入80-90℃烘箱内恒温加热24-48h,得到黄色块状晶体HGCP-21。
实施例3:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.06 mmol)、Sm(NO3)3·5H2O(0.09 mmol)和苯并菲(0.03 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(0.5mL)、甲醇(1 mL)、去离子水(1 mL)和氟硼酸(0.05 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入80-90℃烘箱内恒温加热24-48h,得到黄色块状晶体HGCP-22。
实施例4:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.06 mmol)、Sm(NO3)3·5H2O(0.06mmol)和菲(0.018mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(0.75 mL)、甲醇(0.75 mL)、去离子水(1 mL)和氟硼酸(0.075 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入80-90℃烘箱内恒温加热24-48h,得到黄色块状晶体HGCP-23。
实施例5:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.03 mmol)、Sm(NO3)3·5H2O(0.05 mmol)和蒽(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1mL)、甲醇(0.5 mL)、去离子水(1mL)和氟硼酸(0.1 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入80-90℃烘箱内恒温加热24-48h,得到橙红色块状晶体HGCP-24。
实施例6:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.045 mmol)、Sm(NO3)3·5H2O(0.075 mmol)和苝(0.012 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(0.75 mL)、甲醇(0.75 mL)、去离子水(0.75 mL)和氟硼酸(0.075 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入80-90℃烘箱内恒温加热24-48h,得到红色块状晶体HGCP-25。
实施例7:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.03 mmol)、Eu(NO3)3·6H2O(0.05 mmol)和芘(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(0.75 mL)、甲醇(0.75 mL)、去离子水(0.75 mL)和氟硼酸(0.075 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24h,得到黄色块状晶体HGCP-30。
实施例8:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.06 mmol)、Eu(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和萘(0.03mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5 mL)、甲醇(1.5 mL)、去离子水(1 mL)和氟硼酸(0.15mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入100℃烘箱内恒温加热36 h,得到白色块状晶体HGCP-31。
实施例9:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.03 mmol)、Eu(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和苯并菲(0.015 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5 mL)、甲醇(1.5 mL)、去离子水(1 mL)和氟硼酸(0.15 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入100℃烘箱内恒温加热36 h,得到绿色块状晶体HGCP-32。
实施例10:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.03 mmol)、Eu(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和菲(0.015 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5 mL)、甲醇(1.5 mL)、去离子水(1 mL)和氟硼酸(0.15 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入100℃烘箱内恒温加热36 h,得到绿色块状晶体HGCP-33。
实施例11:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.03 mmol)、Eu(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和蒽(0.015 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5 mL)、甲醇(1.5 mL)、去离子水(1 mL)和氟硼酸(0.15 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入100℃烘箱内恒温加热36 h,得到红色块状晶体HGCP-34。
实施例12:
将dppz(0.03 mmol)、H2PTA(0.06 mmol)、Eu(NO3)3·6H2O(0.09 mmol)和苝(0.021mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1 mL)、甲醇(1mL)、去离子水(1 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入80℃烘箱内恒温加热48 h,得到深红色块状晶体HGCP-35。
实施例13:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Gd(NO3)3·5H2O(0.075 mmol)和芘(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到橙黄色块状晶体HGCP-40。
实施例14:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.01mmol)、Gd(NO3)3·5H2O(0.15 mmol)和萘(0.025mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(1 mL)、去离子水(2 mL)和氟硼酸(0.1 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到黄色块状晶体HGCP-41。
实施例15:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Gd(NO3)3·5H2O(0.1 mmol)和苯并菲(0.015 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5 mL)、甲醇(1.5 mL)、去离子水(2 mL)和氟硼酸(0.09 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到黄色块状晶体HGCP-42。
实施例16:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Gd(NO3)3·5H2O(0.075 mmol)和菲(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到黄色块状晶体HGCP-43。
实施例17:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.01mmol)、Gd(NO3)3·5H2O(0.1 mmol)和蒽(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5 mL)、甲醇(1.5 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.05mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到橙红色块状晶体HGCP-44。
实施例18:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Gd(NO3)3·5H2O(0.075 mmol)和苝(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到红色块状晶体HGCP-45。
实施例19:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Tb(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和芘(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到橙黄色块状晶体HGCP-50。
实施例20:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Tb(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和萘(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.15mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到黄色块状晶体HGCP-51。
实施例21:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Tb(NO3)3·6H2O(0.05 mmol)和苯并菲(0.03 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到黄色块状晶体HGCP-52。
实施例22:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Tb(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和菲(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到黄色块状晶体HGCP-53。
实施例23:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Tb(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和蒽(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5mL)、甲醇(1.5 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到橙红色块状晶体HGCP-54。
实施例24:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Tb(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和苝(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到红色块状晶体HGCP-55。
实施例25:
将dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)、Dy(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)和苝(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到橙黄色块状晶体HGCP-60。
实施例26:
将Dy(NO3)3·6H2O(0.05 mmol)、dppz(0.03mmol)、H2PTA(5 mg,0.03 mmol)和萘(0.015 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(0.75 mL)、甲醇(0.75 mL)、去离子水(0.5 mL)和氟硼酸(0.1 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到黄色块状晶体HGCP-61。
实施例27:
将Dy(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)、dppz(0.03mmol)、H2PTA(0.03 mmol)和苯并菲(0.015 mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(1.5 mL)、甲醇(1.5 mL)、去离子水(1 mL)和氟硼酸(0.1 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入100℃烘箱内恒温加热36 h,得到黄色块状晶体HGCP-62。
实施例28:
将Dy(NO3)3·6H2O(0.05 mmol)、dppz(0.03mmol)、H2PTA(0.03 mmol)和菲(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(0.75 mL)、甲醇(0.75 mL)、去离子水(0.5 mL)和氟硼酸(0.1 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入80℃烘箱内恒温加热48 h,得到黄色块状晶体HGCP-63。
实施例29:
将Dy(NO3)3·6H2O(0.075 mmol)、dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)和蒽(0.015mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.1mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到橙红色块状晶体HGCP-64。
实施例30:
将Dy(NO3)3·6H2O(0.05 mmol)、dppz(0.05mmol)、H2PTA(0.05mmol)和苝(0.01mmol)置于10 mL小瓶中,加入DMF(2 mL)、甲醇(2 mL)、去离子水(1.5 mL)和氟硼酸(0.15 mL)。密封后超声处理10 min至溶液澄清,随后放入90℃烘箱内恒温加热24 h,得到红色块状晶体HGCP-65。
对实施例1、7、13、19、25制得的镉基主客体配位聚合物进行表征:
(1)晶体结构测定
在显微镜下选取合适的晶体,粘在玻璃丝上,使用布鲁克APEXII单晶衍射仪,在不同温度(193K、298K)和靶材(铜钯、钼靶)下收集衍射数据。衍射仪通过带有经石墨单色器单色化的Ka射线,以φ-ω的方式采集数据。在数据还原过程中,采用SADABS程序进行经验吸收和校正。采用直接法对结构进行求解,并利用SHELXTL软件包进行基于F2全矩阵最小二乘法优化。为了进一步细化晶体数据,使用OLEX2软件进行细化。在精修到最后一轮时,对非氢原子进行各向异性精修,并用理论加氢法确定配体上的氢原子位置。晶体学数据见表1。
表1配位聚合物HGCP-20、30、40、50、60的晶体数据和结构精修参数
(2)粉末衍射表征相纯度
为了考察样品的相纯度和结晶度,对新合成的样品在5-50°范围内进行X-射线粉末衍射测试。
单晶结构粉末衍射谱模拟转化使用Mercury 1.4.2。
图3是实施例7、9-11配位聚合物的粉末衍射图,图中表明:实验衍射峰与模拟峰相比,其衍射峰位置基本吻合,这表明该类Eu配位聚合物包夹不同客体分子后,具有相似的结构且具有较高的相纯度。
(3)热稳定性
图4是实施例7、9-11配位聚合物的热重分析图,图中表明:该类材料配位骨架的分解温度为450℃左右,说明该类配位聚合物具有良好的热稳定性。
(4)发光性能研究
将该类镉基主客体配位聚合物应用于固体发光材料,其通用合成方法在于采用“一锅法”,利用原位合成,在类似制备工艺条件下,仅改变客体分子和稀土金属离子的类型,即可得到一系列封装了不同客体的晶体材料。这些材料在紫外灯激发下可发不同颜色的光。
荧光光谱实验使用日立公司(Hitachi)生产的F-4600荧光分光光度计完成。
图5是实施例7、9-11配位聚合物的归一化荧光发射光谱及其对应CIE光坐标,图中表明:该类配位聚合物在可见光区域表现出特殊的荧光双发射光谱,不仅具有稀土Eu离子的特征发射峰,还表现出强烈的客体依赖的给-受体荧光特征峰。其发光颜色总体表现为:客体分子分别为菲、芘、苯并菲、蒽时,其发光颜色分别为绿色、黄色、橙色、橙红色。这证明了基于“稀土+给-受体”的稀土发光配位聚合物作为荧光双发射材料的优势,因此,我们可以利用这种相互作用,通过简单调节客体给体分子以及稀土离子的类型,来实现材料在可见光区域不同发射行为的调节。
(5)盐酸蒸汽响应
图6是HGCP-30对盐酸蒸汽的荧光响应图,图中表明:在盐酸蒸汽的环境下,HGCP-30的晶体颜色发生明显变化,重要的是在紫外激发下,其荧光由黄色逐渐变为蓝色,证明该类材料对酸蒸汽具有较好的可视化荧光传感功能。

Claims (8)

1.一种稀土发光配位聚合物,其特征在于:化学通式为{[M(dppz)(PTA)1.5(H2O)]·0.5(guest)},其中主配体为缺电子的二吡啶并[3,2-a:2',3'-c]吩嗪(dppz),辅助配体为对苯二甲酸(PTA),其中所述的金属离子为钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)中的一种,客体分子为萘、蒽、芘、菲、苯并菲、苝的一种;
所述稀土发光配位聚合物的晶体框架的不对称结构单元中,存在一个晶体学上独立的金属离子、一个dppz配体、一个半的PTA2-配体、一个配位水分子和半个客体分子。
2.根据权利要求1所述的稀土发光配位聚合物,其特征在于:所述稀土发光配位聚合物的晶体框架中的金属中心采用八配位模式,分别与四个来自不同PTA2-配体的五个羧基氧原子、一个dppz配体的两个吡啶氮原子和1个水分子配位,形成十二面体几何构型;两个相邻的金属中心通过六个PTA2–配体的十个羧基氧原子连接形成一个双核金属簇;dppz配体与金属中心螯合配位,每个双核金属簇连接六个PTA2-配体,每个PTA2-配体连接两个双核金属簇,沿b轴方向延伸形成一维链结构;相邻链通过分子间作用力平行排列堆积在一起,最终形成三维超分子多孔框架结构,孔道壁为缺电子吩嗪单元,每两条链各提供两个缺电子位点,与框架中游离的客体分子形成π-π堆积相互作用,进而使富电子客体有序排布于孔道中。
3.根据权利要求2所述的稀土发光配位聚合物,其特征在于:所述稀土发光配位聚合物在紫外灯激发下,具有荧光双发射光谱。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的稀土发光配位聚合物的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
1)将有机配体dppz、PTA和金属盐,以及相应客体芘分子,加入到DMF、甲醇、水的混合溶剂中并混合均匀;
2)将上述所得混合液密封后在80~120℃下进行溶剂热反应,反应时间为24-72小时,自然冷却至室温后得到黄色长块状晶体;
3)将上述晶体用DMF洗涤、干燥后即可制得荧光双发射配位聚合物。
5.根据权利要求4所述的稀土发光配位聚合物的制备方法,其特征在于:步骤1)中的dppz、PTA、金属盐和客体分子的摩尔比为1:1~2:1~3:0.2~1;
所述DMF、甲醇、去离子水、氟硼酸的体积比为10~20:10~20:10~20:0.5~1。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的稀土发光配位聚合物在制备荧光双发射材料领域的应用。
7.根据权利要求6所述的稀土发光配位聚合物在制备荧光双发射材料领域的应用,其特征在于:所述配位聚合物在紫外灯激发下,具有荧光双发射光谱,即稀土特征发射峰和给-受体特征发射峰,可发出不同颜色的光。
8.根据权利要求6所述的稀土发光配位聚合物在制备荧光双发射材料领域的应用,其特征在于:所述配位聚合物在外界条件变化时,可以产生可视化荧光响应。
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