一种含锰的有机-无机杂化材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开一种含锰的有机

【技术实现步骤摘要】
一种含锰的有机
‑
无机杂化材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于材料领域，具体涉及一种含锰的有机
‑
无机杂化材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机
‑
无机杂化材料因其结构的多样性、有趣的光学、电学和磁学等特性而被广泛应用于光学、微电子学、环境以及能量储存等诸多领域。有机
‑
无机杂化材料中的有机组分和无机组分由分子尺度上的键或互穿网络结构进行自组装，因而是一种多功能的复合材料。为了获得有机
‑
无机杂化多功能材料并探索其内在结构与各种性质之间的关系，研究人员进行了大量的探究实验。
[0003]近年来，有机
‑
无机杂化材料因其优异的光致发光性能使之在信息储存、装饰、开关、国防等领域内存在潜在的应用价值，而引起了研究者们的广泛注意。目前，研究人员的精力主要集中在新型光致发光有机
‑
无机杂化材料的合成上，这些材料具有高的量子产率和长的发光寿命。
[0004]其中，铅基杂化材料和铜(I)基杂化材料优良的发光特性最先被发现，它们在可见光区的高能发射以及可调的色域使其备受关注。然而，铅的生物毒性和一价铜离子的不稳定性限制了其在实际中的应用和发展。因此，研究者们尝试用其他的金属离子替代有毒的Pb
2+
和不稳定的Cu
+
，以此提高材料的应用价值。然而，这些新型的杂化材料中很少同时具备高的发光量子产率和较长的发光寿命。因此，如何制得同时具备高的发光量子产率和较长的发光寿命的有机
‑
无机杂化材料成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为了改善上述技术问题，本专利技术提供一种含锰的有机
‑
无机杂化材料，其以(C6H
15
ClNO)2MnBr4表示。
[0006]根据本专利技术的实施方案，所述含锰的有机
‑
无机杂化材料的分子量为679.86，密度为1.82g/cm3。
[0007]根据本专利技术的实施方案，所述含锰的有机
‑
无机杂化材料为晶体材料，所述晶体材料属于单斜晶系，空间群为C2/c，其晶胞参数为属于单斜晶系，空间群为C2/c，其晶胞参数为α＝90
°
，β＝129.634(6)
°
，γ＝90
°
。
[0008]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料的晶胞体积为
[0009]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料的晶胞内分子数Z＝4。
[0010]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料的F(000)＝1324。
[0011]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料具有基本如图1所示的分子结构。
[0012]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料为绿色透明块状材料，优选为毫米级透明块状材料。其中，所述毫米级指至少在两个维度上的尺寸至少为1mm。
[0013]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料具有基本上如图5所示的X
‑
射线晶体衍射
图谱。
[0014]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料具有基本上如图6所示的荧光激发和发射光谱。
[0015]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料具有基本上如图7所示的荧光寿命谱。
[0016]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料的激发光谱在波长355
‑
395nm范围内具有最大激发特征峰，优选在375nm处具有最大激发特征峰。
[0017]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料的发射光谱在波长500
‑
550nm范围内具有最大发射特征峰，优选在516nm处具有最大发射特征峰。
[0018]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料的荧光寿命谱显示在516nm处的荧光寿命为363μs。即所述晶体材料在375nm紫外光激发下在516nm处发出绿色荧光，荧光寿命为363μs。
[0019]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料绿色荧光的量子产率为65
‑
70％，示例性为65％、68.47％、70％。
[0020]根据本专利技术的实施方案，所述晶体材料在240
‑
250℃开始分解，示例性为在245℃开始分解。优选地，所述晶体材料具有基本上如图8所示的热重曲线。
[0021]本专利技术还提供上述含锰的有机
‑
无机杂化材料和/或晶体材料的制备方法，所述方法包括将(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵、溴化锰、氢溴酸通过溶剂溶液蒸发反应结晶，得到含锰的有机
‑
无机杂化材料和/或晶体材料。
[0022]根据本专利技术的实施方案，(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵、溴化锰和氢溴酸的摩尔比为(1.5
‑
2.5):1:(2
‑
3)，例如为1.5:1:2、2:1:2.5、2.5:1:3；优选为2:1:2.5。
[0023]根据本专利技术的实施方案，所述溴化锰可以选自无水溴化锰和/或溴化锰四水合物，优选为溴化锰四水合物。
[0024]根据本专利技术的实施方案，所述溶剂可以为甲醇、乙醇和水中的至少一种，优选为甲醇。
[0025]根据本专利技术的实施方案，所述(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵、溴化锰和氢溴酸在溶剂蒸发反应前可以以其溶液形式混合或者将(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵溶液、溴化锰和氢溴酸加入甲醇中混合。例如，先配置溴化锰的甲醇溶液和(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵的水溶液，然后将(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵的水溶液、氢溴酸依次加入溴化锰的甲醇溶液中，得到混合溶液。
[0026]优选地，所述(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵、溴化锰、氢溴酸的混合溶液在配制时采用搅拌的方式，使原料完全溶解。例如，三种溶液混合前，还可以对三种溶液分别进行过滤。又如，也可以将三种物质先混合，再对混合溶液进行过滤。
[0027]例如，所述过滤可以采用微孔滤膜进行过滤，优选用孔径为0.05～1μm的滤膜进行过滤。
[0028]根据本专利技术的实施方案，所述(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵的水溶液的浓度可以为60
‑
65％，示例性为60％、62％、65％。
[0029]根据本专利技术的实施方案，所述溶剂蒸发反应的温度为25
‑
40℃，优选为30
‑
40℃，示例性为30℃、35℃、40℃；更优选为40℃。
[0030]根据本专利技术的实施方案，所述溶剂蒸发反应至得到晶体时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含锰的有机
‑
无机杂化材料，其特征在于，其以(C6H
15
ClNO)2MnBr4表示。2.如权利要求1所述的含锰的有机
‑
无机杂化材料，其特征在于，所述含锰的有机
‑
无机杂化材料的分子量为679.86，密度为1.82g/cm3。优选地，所述含锰的有机
‑
无机杂化材料为晶体材料，所述晶体材料属于单斜晶系，空间群为C2/c，其晶胞参数为间群为C2/c，其晶胞参数为间群为C2/c，其晶胞参数为α＝90
°
，β＝129.634(6)
°
，γ＝90
°
。优选地，所述晶体材料的晶胞体积为优选地，所述晶体材料的晶胞内分子数Z＝4。优选地，所述晶体材料的F(000)＝1324。3.如权利要求1或2所述的含锰的有机
‑
无机杂化材料，其特征在于，所述晶体材料具有基本如图1所示的分子结构。优选地，所述晶体材料为绿色透明块状材料，优选为毫米级透明块状材料。其中，所述毫米级指至少在两个维度上的尺寸至少为1mm。优选地，所述晶体材料具有基本上如图5所示的X
‑
射线晶体衍射图谱。优选地，所述晶体材料具有基本上如图6所示的荧光激发和发射光谱。优选地，所述晶体材料具有基本上如图7所示的荧光寿命谱。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的含锰的有机
‑
无机杂化材料，其特征在于，所述晶体材料的激发光谱在波长355
‑
395nm范围内具有最大激发特征峰，优选在375nm处具有最大激发特征峰。优选地，所述晶体材料的发射光谱在波长500
‑
550nm范围内具有最大发射特征峰，优选在516nm处具有最大发射特征峰。优选地，所述晶体材料的荧光寿命谱显示在516nm处的荧光寿命为363μs。即所述晶体材料在375nm紫外光激发下在516nm处发出绿色荧光，荧光寿命为363μs。优选地，所述晶体材料绿色荧光的量子产率为65
‑
70％，示例性为65％、68.47％、70％。优选地，所述晶体材料在240
‑
250℃开始分解，示例性为在245℃开始分解。5.权利要求1
‑
4任一项所述的含锰的有机
‑
无机杂化材料和/或晶体材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括将(3
‑
氯
‑2‑
羟丙基)三甲基氯化铵、溴化锰、氢溴酸通过溶剂溶液蒸发反应结晶，得到含锰的有机
...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄欣欣，曹腾飞，许智煌，叶李旺，王远洁，李登鹏，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：