一种具有荧光性能的二维铅配位聚合物及其制备方法

摘要

本发明公开一种具有荧光性能的二维铅配位聚合物及其制备方法，配位聚合物的分子式为C10H8O4Pb，结构单元属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为：a=8.6232(6)Å，b =13.2129(9) Å，c =8.6432(3) Å，α＝γ＝90°，β＝90.001(1)°，通过配体的桥联配合物在001晶向生长为一个具有二维层状架结构的聚合物。本发明的制备方法反应条件温和，制备过程简单，成本低廉，且制备得到的配位聚合物不仅具有较强的荧光性能，还具有较好的热稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及金属有机配位聚合物合成技术领域，具体涉及一种具有荧光性能的二维铅配位聚合物及其制备方法。

背景技术

金属-有机配位聚合物作为当今无机和材料化学的重要研究主题之一，不仅具有结构美学价值，而且在发光、磁性、吸附、储氢、催化和分离等领域具有良好的应用前景。特别是，通过金属离子与有机多功 能配体的配位来构筑具有高热稳定性结构和特种物化性能的配位聚合物已经引起了人们的极大兴趣。然而设计和构筑这类具有特殊结构和功能的材料属于创新技术，具有很大的挑战性，特别是兼具较好热稳定性和荧光性能的材料。近年来，一些具有高热稳定性，或者具有荧光性能的配位聚合物已被广泛研究，并取得了一定的成果，但在这些配位聚合物中，同时兼具较好热稳定性和荧光性能的材料却鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有荧光性能的二维铅配位聚合物及其制备方法，反应条件温和，制备过程简单，成本低廉，且制得的二维铅配位聚合物具有荧光性能和较好的稳定性。

本发明实现上述技术目的采用的技术方案是：一种具有荧光性能的二维铅配位聚合物，所述配位聚合物的分子式为C₁₀H₈O₄Pb，配位聚合物的结构单元属于单斜晶系，空间群为P21/c，晶胞参数为：a=8.6232(6)Å，b>

上述具有荧光性能的二维铅配位聚合物的制备方法：取 Pb(NO₃)₂•6H₂O和1,4-二苯乙氰溶于蒸馏水后转移至反应釜，将反应釜密封后置于128-130℃条件下进行反应，反应结束后冷却至室温，得到无色片状晶体，经过滤、洗涤及干燥后，得到二维铅配位聚合物。

作为本发明一种具有荧光性能的二维铅配位聚合物的制备方法的进一步优化：包括以下步骤：

（1）在室温搅拌条件下，将Pb(NO₃)₂•6H₂O和1,4-二苯乙氰溶于蒸馏水中，并调节溶液PH值为1.5，备用；

（2）将步骤（1）得到的溶液转移到内衬有聚四氟乙烯的高压反应釜中，密封后置于128-130℃的烘箱内，反应72-80h，反应完成后，以5℃ /h的速度慢慢冷得到无色片状晶体，过滤，依次用蒸馏水和乙醇洗涤，晾干，得到二维铅配位聚合物。

作为本发明一种具有荧光性能的二维铅配位聚合物及其制备方法的进一步优化：所述步骤（1）中Pb(NO₃)₂•6H₂O和1,4-二苯乙氰的加入摩尔量之比为1:2，且溶液PH值为1.5。

有益效果

其一、本发明的二维铅配位聚合物具有荧光性，配位聚合物在制备过程中，配体中的氰基首先转化为羧基然后与金属铅进行配位。在激发光谱为λex=365nm的条件下出现强的发射峰λem = 445 nm，它的荧光发射可能主要归因于金属-配体间的电子传递(MLCT)作用而引起的荧光；

其二、本发明的二维铅配位聚合物具有较好的热稳定性，配合物的TG曲线显示出化合物具有较好的热稳定性，有机配体从325℃开始失重，导致结构框架坍塌。配合物具有较好的热稳定性的原因归结于层与层之间的非常紧密的堆积，且晶体中没有溶剂分子的存在；

其三、本发明二维铅配位聚合物的制备工艺简单，且生产效率高，设备投资少，同时整个生产过程污染很小，符合可持续发展要求。

附图说明

图1为本发明二维铅配位聚合物的晶体结构图；

图2为本发明二维铅配位聚合物在001晶向生长的二维平面图；

图3为本发明实施例1中所制备产物的TG曲线；

图4为本发明实施例1中所制备产物的荧光光谱图，其中Ex表示激发光谱，Em表示发射光谱。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

实施例1：

称取0.3312g(1mmol) Pb(NO₃)₂•6H₂O和0.3122g(2mmol)>3)₂•6H₂O的起始量为基准，产率为75％。

实施例2

称取0.3312g(1mmol) Pb(NO₃)₂•6H₂O和0.3122g(2mmol)>3)₂•6H₂O的起始量为基准，产率为78％。

对实施例1、2所制得的配位聚合物的表征检测：

(1)晶体结构

在显微镜下选取合适大小的单晶，放在 Bruker SMART CCD AREA DETECTOR 单晶X-衍射仪上，采用石墨单色化 Mo-Ka射线（λ= 0.71073 Å）。配合物在 273(2)K下，在Bruker P4四圆衍射仪上，用经石墨单色器单色化的Mo-Kα射线在298K下，在 3.083°<θ<27.596°范围内收集到衍射点2158个，其中独立衍射点为1869个；所有衍射数据使用SADABS程序进行吸收校正；>

(2)差热热重分析表征

采用德国耐驰TG-DSC STA 449 F1型同步热分析仪，以α-Al₂O₃为参比物，在200ml/min的N₂气流保护，升温速率为5℃/min的条件下测定配位聚合物的TG-DSC曲线。该配位聚合物的TG曲线如图3所示，聚合物较高的稳定性，有机配体从325℃开始失重，导致框架结构坍塌。

(3)荧光表征

荧光光谱采用爱丁堡BCEIA 2015 FS5型一体化荧光光谱仪测定，在室温条件下，配位聚合物在DMF溶液中（浓度为1.0×10^-6mol/L）测定。该配位聚合物的荧光光谱如图4所示。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。