一种荧光高相变配位化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种荧光高相变配位化合物及其制备方法和应用，该配位化合物分子通式为(C6H

【技术实现步骤摘要】
一种荧光高相变配位化合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种同时具有荧光效应和高相变温度的配位化合物及其制备方法和应用，属于荧光材料和相变材料


技术介绍

[0002]荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。光照射到某些原子时，光的能量使原子核周围的一些电子由原来的轨道跃迁到了能量更高的轨道，即从基态跃迁到第一激发单线态或第二激发单线态等。第一激发单线态或第二激发单线态等是不稳定的，所以会恢复基态，当电子由第一激发单线态恢复到基态时，能量会以光的形式释放，所以产生荧光。现在荧光材料的制备大多采用高温法，包括高温固相反应、喷雾热分解、燃烧法和微波辅助加热法。在高温下，通过各种离子的互扩散、迁移完成基质晶格的形成和激活剂引入，工艺过程包括原材料提纯、混合球磨、高温煅烧、粉碎球磨、分选、漂洗、表面处理、筛分，从而获得产品。工艺流程复杂，操作繁琐且存在高温煅烧等耗能大以及污染环境的问题。除了采用高温法还有稀土材料也是一种制备荧光材料的方法，但是成本高产量小，不能实现大规模应用。
[0003]相变材料，简称PCM，是在相态变化过程中可吸收或释放能量的相变储存材料，它可以将多余的能量贮存起来，在需要能量时再将其释放出来。相变过程是指物质在一定条件下维持等温或近似等温，并伴随有大量的能量吸收或者释放的相态变化过程。这一特性构成了相变材料具有很广泛应用的理论依据。从目前的国内外研究现状来看，有机
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无机分子杂化型相变材料引起了越来越多的关注，如C.R.Huang,X.Z.Luo,W.Q.Liao,Y.Y.Tang and R.G.Xiong,Inorganic Chemistry,2020,59,829
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836；Y.L.Liu,S.Q.Lu,Y.Y.Tang,X.G.Chen,J.X.Gao,H.J.Li and R.G.Xiong,Chem Commun(Camb),2019,55,10007
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10010；Y.Y.Tang,Y.F.Xie,Y.Ai,W.Q.Liao,P.F.Li,T.Nakamura and R.G.Xiong,Journal of the American Chemical Society,2020,142,21932
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21937.中都有研究。由于温度的变化，有机阳离子和无机阴离子的有序无序转变会导致相变的发生。
[0004]现阶段，大多采用固体石蜡、固液石蜡或者介孔硅、介孔碳等介孔材料制备复合相变材料，其制备过程包含压制烧结、使用交联剂等污染环境、耗能大的步骤。使得相变材料的制备过程存在工艺复杂、成本高等缺陷，且没有荧光效应。为了满足更多需要，急需一种制备方法简单，同时具有荧光效应和高相变温度的功能材料。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种同时具有荧光效应和高相变温度，化学稳定性好的配位化合物(C6H
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NO)2MnCl4；本专利技术的第二目的是提供一种制造成本低、且无毒无害的该配位化合物(C6H
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NO)2MnCl4的制备方法，本专利技术的第三目的是提供一种该配位化合物(C6H
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NO)2MnCl4在发光二极管中的应用。
[0006]技术方案：本专利技术所述的一种荧光高相变配位化合物，其分子通式为(C6H
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NO)
2
MnCl4，所述荧光高相变配位化合物为零维结构的晶体，且分子间存在氢键。所述荧光高相变配位化合物的结构单元属于三斜晶系，空间点群为P
‑
1，其结构单元中锰原子均处于四配位的正四面体构型中心。
[0007]进一步地，所述荧光高相变配位化合物的激发波长为545nm，发射波长为450nm。
[0008]进一步地，所述配位化合物在425K和367K处有一对吸热峰和放热峰，表现出一对可逆相变。
[0009]本专利技术所述的荧光高相变配位化合物(C6H
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NO)2MnCl4的制备方法，利用氯化锰和N
‑
乙基吗啉为原料，采用直接水合成和慢速蒸发法制得。
[0010]进一步地，所述的荧光高相变配位化合物(C6H
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NO)2MnCl4的制备方法包括以下步骤：
[0011](1)将氯化锰溶于水中，得到氯化锰水溶液；
[0012](2)将N
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乙基吗啉溶于水中，加入盐酸使其酸化，得到N
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乙基吗啉水溶液；
[0013](3)将氯化锰水溶液与N
‑
乙基吗啉水溶液混合，搅拌反应，自然挥发，得到配位化合物(C6H
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NO)2MnCl4。
[0014]进一步地，步骤(1)中，所述氯化锰水溶液的浓度为0.5
‑
1.0mmol/mL。
[0015]进一步地，步骤(2)中，所述N
‑
乙基吗啉水溶液浓度为1.0
‑
1.5mmol/mL。
[0016]进一步地，步骤(3)中，所述氯化锰与N
‑
乙基吗啉的摩尔质量之比0.5
‑
2：1。
[0017]进一步地，步骤(3)中，所述搅拌反应的条件为室温下反应3
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4h。
[0018]按照本专利技术所述的条件及比例范围得到的(C6H
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NO)2MnCl4配合物，其为绿色块状晶体，配合物较为纯净。若超过这个比例范围会使得得到的配合物不纯，影响相变和荧光效果。
[0019]本专利技术还包括所述的荧光高相变配位化合物在发光二极管中的应用。
[0020]本专利技术采用N
‑
乙基吗啉作为阳离子引入Mn
2+
成功合成了一种同时具有荧光效应和高相变温度的有机
‑
无机分子杂化型相变材料(C6H
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NO)2MnCl4，化学反应式如下：
[0021][0022]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0023](1)该配位化合物述结构单元中锰原子均处于四配位的正四面体构型中心，N
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乙基吗啉阳离子和四氯化锰阴离子构成彼此独立的零维结构，处于没有中心对称的三斜结构。操作简单可控性较强，化学稳定性好。
[0024](2)该配位化合物只需要利用氯化锰和N
‑
乙基吗啉，并且在室温条件下，通过直接水合成和慢速蒸发法即得，制备方法简单，容易操作。
[0025](3)该配位化合物的荧光分析表明当激发波长被设定在545nm时，会在450nm处出现强发射频带，发绿色荧光。利用该配位化合物所具备的强发射绿色荧光的性能，可以应用于涂料、薄膜、消防安全标志、损伤检测、建筑装潢、交通运输、军事设施、消防应急、日用消费品等诸多领域。
[0026](4)该配位化合物在425K和367K处有一对吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种荧光高相变配位化合物，其特征在于，所述荧光高相变配位化合物的分子通式为(C6H
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NO)2MnCl4，所述荧光高相变配位化合物为零维结构的晶体，其结构单元属于三斜晶系，空间点群为P
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1，所述结构单元中锰原子均处于四配位的正四面体构型中心。2.根据权利要求1所述的荧光高相变配位化合物，其特征在于，所述荧光高相变配位化合物的激发波长为545nm，发射波长为450nm。3.根据权利要求1所述的荧光高相变配位化合物，其特征在于，所述荧光高相变配位化合物在425K和367K处有一对吸热峰和放热峰，表现出一对可逆相变。4.权利要求1
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3任一项所述的荧光高相变配位化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为利用氯化锰和N
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乙基吗啉为原料，采用直接水合成和慢速蒸发法制得。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氯化锰溶于水中，得到氯化锰水溶液；(2)将N
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乙基吗啉溶于水中，加入盐酸使...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘静苑，叶丝雨，佟亮，王艳宁，万敏，曹龙文，陈立庄，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：