一種鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物多功能材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鐵電復(fù)合材料及其制備方法，具體地說是一種鹵化鋅三聯(lián)吡啶配 位聚合物多功能材料及其制備方法，屬于功能材料領(lǐng)域。 二、
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會的進步，科技的發(fā)展，單一功能的材料已不能滿足實際應(yīng)用的需求，多功 能材料的研制是材料學(xué)家面臨的新挑戰(zhàn)。配位聚合物材料兼具有無機材料和有機材料的優(yōu) 點，具備中心離子的可調(diào)換、配體的可設(shè)計以及晶體結(jié)構(gòu)的多樣性等優(yōu)勢，近年來，在國際 國內(nèi)被廣泛研究，具有光、電、磁等單一功能的配位聚合物材料已相繼報道。利用配位聚合 物的組成和結(jié)構(gòu)特點，通過目標(biāo)分子設(shè)計與自組裝制備新型多功能配位聚合物材料，具有 重要的理論意義和明顯的應(yīng)用價值。
[0003] 非線性光學(xué)（NonlinearOptics，NL0)是研究在強光作用下物質(zhì)的響應(yīng)與場強存 在非線性關(guān)系的科學(xué)，是現(xiàn)代光學(xué)的一個新領(lǐng)域。非線性光學(xué)材料是激光技術(shù)的重要物質(zhì) 基礎(chǔ)之一，是光電子技術(shù)中的重要材料，其應(yīng)用包括光開關(guān)、光通信、光計算機、光信息存儲 和激光技術(shù)等。近幾十年來，激光、遙感、超大規(guī)模集成電路等高精尖新技術(shù)的飛速發(fā)展，急 需新型信息存儲與無損讀取和顯示材料與之相匹配。非線性光學(xué)通常指二階和三階非線性 光學(xué)效應(yīng)。利用二階非線性光學(xué)晶體的倍頻效應(yīng)，可以制成二次諧波發(fā)生器，上、下頻率轉(zhuǎn) 換器，光參量振蕩器等非線性光學(xué)器件。而三階非線性光學(xué)材料的雙光子效應(yīng)，廣泛應(yīng)用在 生物顯影、生物熒光探針和高空間分辨率的三維微加工、高密度的三維信息存儲等技術(shù)方 面，已成為醫(yī)藥、信息和材料等領(lǐng)域的研究熱點。
[0004] 鐵電材料是指在特定的溫度條件下能夠發(fā)生自發(fā)極化，并且在一定溫度范圍內(nèi)， 其自發(fā)極化偶極矩的大小和方向能隨外加電場的大小和方向而改變。鐵電材料在微電子、 光伏、傳感器等方面有很大的應(yīng)用空間，由于新鐵電材料薄膜工藝的發(fā)展，鐵電材料在信息 存儲、圖像顯示和全息照相中的編頁器、鐵電光閥陣列作全息照相的存儲等已開始應(yīng)用，因 此，高性能的鐵電材料是一類具有廣泛應(yīng)用前景的功能材料。研究結(jié)果表明：用于制備鐵電 復(fù)合材料的聚合物種類還很單一，不能滿足實際應(yīng)用的需要，新型配位聚合物的合成為鐵 電復(fù)合材料開辟了新的領(lǐng)域。
[0005] 申請人對本申請的主題進行了如下的文獻檢索：
[0006] 1、www.google,com網(wǎng)檢索結(jié)果：（2015/08/21)
[0007]
[0008]
[0009] 2、中國期刊網(wǎng)檢索結(jié)果：
[0010] 檢索方式一：
[0011] 篇名-配位聚合物多功能材料項結(jié)果，與鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物多功能材 料及其制備方法無關(guān)。
[0012] 篇名-鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物多功能材料及其制備方法：無相關(guān)文獻。
[0013] 檢索方式二：
[0014] 全文-配位聚合物多功能材料：15, 361項結(jié)果，均與鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物 多功能材料及其制備方法無關(guān)。
[0015] 全文-鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物多功能材料及其制備方法：無相關(guān)文獻。 三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明旨在提供一種鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物多功能材料及其制備方法，所要 解決的技術(shù)問題是通過分子設(shè)計合成一種鐵電復(fù)合材料使其兼具倍頻效應(yīng)、雙光子吸收效 應(yīng)和鐵電效應(yīng)。
[0017] 本發(fā)明鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物簡記為[Zn(tpatpy)X2]n，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0018]
[0019] 其中tpatpy= (y;y)三苯胺三聯(lián)吡啶，X=Cl、Br或I，n可為無窮大。
[0020] 本發(fā)明鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物的制備過程如下：
[0021]
[0022] 1、（y; 丫）三苯胺三聯(lián)吡啶（tpatpy)配體的合成
[0023] 在150mL單口圓底燒瓶里加入2.73g(10.0mmol)三苯胺單醛、 2. 67g(22.Ommol) 4-乙?；拎ず?0mL無水乙醇，充分?jǐn)嚢?，逐滴加入溶解?mL去離子水 的1. 71g(22.Ommol)K0H水溶液，室溫攪拌，待反應(yīng)液至棕紅色后持續(xù)攪拌反應(yīng)30min，隨后 加入30mL質(zhì)量濃度25-28 %的氨水，85 °C回流反應(yīng)24h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，抽濾烘干， 再通過柱色譜分離（洗脫液為石油醚：乙酸乙酯=5:1，v/v)，得淺黃色樣品2. 70g，產(chǎn)率： 56. 72%〇
[0024] 2、鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物的合成
[0025] 稱?。▂; 丫）三苯胺三聯(lián)吡啶0. 0476g(0.lmmol)充分溶解在6mL氯仿和甲醇的 體積比2:1的混合溶劑中，用移液管轉(zhuǎn)入到25mL的比色管中，沿著比色管壁加入5毫升甲 醇覆蓋，加入用10mL甲醇充分溶解的ZnX20.lmmol密封置于陰暗處，兩個星期后即得鹵化 鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物[Zn(tpatpy)X2]n。其中ZnX2SZnCl2、ZnBr2SZnl2。
[0026] 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0027] 1、本發(fā)明制備的鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物[Zn(tpatpy)X2]n是一類兼具有倍頻 效應(yīng)、雙光子吸收效應(yīng)和鐵電效應(yīng)的多功能材料，在非線性光學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛 的應(yīng)用前景。
[0028] 2、與傳統(tǒng)的二階非線性光學(xué)材料尿素相比，本發(fā)明制備的配位聚合物 [Zn(tpatpy)Cl2]n倍頻效應(yīng)更強，為尿素的22倍，見圖3。
[0029] 3、與傳統(tǒng)的鐵電材料鈦酸鋇、磷酸二氫鉀相比，本發(fā)明制備的[Zn(tpatpy)Cl2]n 兼具有雙光子吸收效應(yīng)，表現(xiàn)出強的雙光子熒光，見圖5。
[0030] 4、本發(fā)明配位聚合物[Zn(tpatpy)X2]n的制備方法簡單易行，產(chǎn)率高，使得該類材 料的廣泛應(yīng)用成為可能。
[0031] 5、本發(fā)明配位聚合物的熱穩(wěn)定性高，見圖2,易于結(jié)晶，有望開發(fā)成一種新型的多 功能材料。 四、
【附圖說明】
[0032] 圖1是氯化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物[Zn(tpatpy)C1丄的一維鏈狀晶體結(jié)構(gòu)圖。從 圖1可以看出該類配位聚合物的組成和結(jié)構(gòu)明確，一維鏈可以無限延長，n為無窮大。
[0033] 圖2是配位聚合物[Zn(tpatpy)Cl2]n的熱重分析圖。從圖2可以看出該類配位聚 合物的熱穩(wěn)定性高，分解溫度高達400°C以上。
[0034] 圖3是配位聚合物[Zn(tpatpy)C1丄與尿素的倍頻效應(yīng)比較圖。從圖3可以看出 該類配位聚合物的倍頻效應(yīng)強，是尿素的22倍。
[0035] 圖4是配位聚合物[Zn(tpatpy)Cl2]n的鐵電效應(yīng)圖。從圖4可以看出該類配位聚 合物具有較強的鐵電效應(yīng)。
[0036] 圖5是激發(fā)波長750nm時，配位聚合物[Zn(tpatpy)Cl2]n的雙光子熒光光譜圖。 從圖5可以看出該類配位聚合物具有強的雙光子熒光。 五、
【具體實施方式】
[0037] 本實施例中鹵化鋅三聯(lián)吡啶配位聚合物的制備過程如下：
[0038]1、（y; 丫）三苯胺三聯(lián)吡啶（tpa