金属离子调控荧光发射性质的杂化材料的制备方法与流程

本发明涉及荧光发射领域，具体是金属离子调控荧光发射性质的杂化材料的制备方法。

背景技术：

现有的荧光材料种类繁多，含氮杂环和芳香环等共轭有机化合物，该类化合物的合成步骤较多，合成费用不菲，荧光性质不能调节，强度和波长不可控制。但是，对于这些荧光材料的荧光发射性质的影响因素以及调控因素研究的很少。现有研究配合物的荧光发射性质主要集中在增加配合物的共轭体系来改变配合物的电荷转移，从而改变荧光性质，主要缺陷是荧光性质不可调节。研究的重点只是单个配合物的荧光性质。研究时选择的金属离子多以稀土元素为主。

技术实现要素：

本发明的目的是基于相同结构的配合物，利用金属离子的不同来调节配合物的荧光发射性质，拓展调节配合物荧光发射性质的影响因素，通过简单的手段来调节和控制荧光性质。

本发明是通过以下技术方案实现的：

金属离子调控荧光发射性质的杂化材料的制备方法，制备步骤包括：将1-5 mmol金属盐、1-5 mmol 1,10-邻菲罗啉和1-5 mmol 1，2-二羟基苯-3，5-二磺酸钠溶解于10-50 ml水和10-50mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的体积比为1:1；然后，在搅拌的条件下，加热回流3-5 h；最后，缓慢冷却至室温过滤至有块状晶体析出。

其中，所述的金属盐可以是CoCl₂ 、ZnCl₂ 、MnCl₂ 、NiSO₄、Cd(NO₃)₂中的一种。

本发明是利用含酚羟基和磺酸基配体，与金属盐形成结构相同的配合物，通过金属离子的变化，达到调控配合物的荧光性质的目的，实现荧光发射性质的可控性。

与现有技术相比，本发明的配合物材料具有以下几个突出的特点：

(1)具有良好的热稳定性，可以300 ℃左右仅失去溶剂分子，配合物结构没有被破坏；

(2)其配合物的荧光发射性质可以通过改变中心金属离子加以调控；

(3)配合物1-5的荧光发射效果改变明显，包括荧光强度以及发射波长；

(4)该配合物的合成方法简单，合成步骤少，合成成本便宜，所用原料廉价。

附图说明

图1为本发明配合物1分子结构（去掉了自由的水分子和氢原子）；

图2为本发明配合物1的热重曲线；

图3为室温下，配合物1-5与配体的固态荧光发射谱图；

图2中，L、配体。

具体实施方式

下面结合实例和实验例对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围不受实施例所限。

实施例1：

将1 mmol CoCl₂、1 mmol 1,10-邻菲罗啉和1mmol 1，2-二羟基苯-3，5-二磺酸钠溶解于10 ml水和10mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的体积比为1:1；然后，在搅拌的条件下，加热回流5 h；最后，缓慢冷却至室温过滤至有块状晶体析出，得配合物1，产率为90%。

元素分析结果为： C₃₀H₃₀N₄O₁₃S₂Co，测量值% (理论值%)：C46.46(46.33)，H4.13(3.89)，N7.46(7.20)。

实施例2：

将5 mmol ZnCl₂、5 mmol 1,10-邻菲罗啉和5 mmol 1，2-二羟基苯-3，5-二磺酸钠溶解于30 ml水和30mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的体积比为1:1；然后，在搅拌的条件下，加热回流3 h；最后，缓慢冷却至室温过滤至有块状晶体析出，得配合物2，产率为89%。

元素分析结果为：C₃₀H₃₀N₄O₁₃S₂Zn，测量值% (理论值%)：C46.62(45.95)，H4.18(3.86)，N7.32(7.14)。

实施例3：

金属离子调控荧光发射性质的杂化材料的制备方法，制备步骤包括：将2 mmol MnCl₂、5 mmol 1,10-邻菲罗啉和3 mmol 1，2-二羟基苯-3，5-二磺酸钠溶解于20 ml水和20mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的体积比为1:1；然后，在搅拌的条件下，加热回流4 h；最后，缓慢冷却至室温过滤至有块状晶体析出，得配合物3，产率为92%。

元素分析结果为：C₃₀H₃₀N₄O₁₃S₂Mn，测量值% (理论值%)：C46.69(46.57)，H4.31(3.91)，N7.51(7.24)。

实施例4：

金属离子调控荧光发射性质的杂化材料的制备方法，制备步骤包括：将3 mmol NiSO₄、4 mmol 1,10-邻菲罗啉和5 mmol 1，2-二羟基苯-3，5-二磺酸钠溶解于40 ml水和40mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的体积比为1:1；然后，在搅拌的条件下，加热回流5 h；最后，缓慢冷却至室温过滤至有块状晶体析出，得配合物4，产率为68%。

元素分析结果为：C₃₀H₃₀N₄O₁₃S₂Ni，测量值% (理论值%)：C46.61(46.31)，H4.28(3.86)，N7.55(7.20)。

实施例5：

金属离子调控荧光发射性质的杂化材料的制备方法，制备步骤包括：将5 mmol Cd(NO₃)₂、2 mmol 1,10-邻菲罗啉和4 mmol 1，2-二羟基苯-3，5-二磺酸钠溶解于50 ml水和50mL乙醇的混合溶液中，水和乙醇的体积比为1:1；然后，在搅拌的条件下，加热回流4 h；最后，缓慢冷却至室温过滤至有块状晶体析出，得配合物5，产率为85%。

元素分析结果为：C₃₀H₃₀N₄O₁₃S₂Cd，测量值% (理论值%)：C46.42(43.35)，H4.23(3.84)，N7.88(76.74)。

由说明书附图3可知，本发明配体的最强荧光发射峰及强度为440 /4439 nm。配合物1-5的最强发射峰位置及强度，分别为458/6185，386/9098，646/1854，513/15557和563/2240 nm。配合物1，3，4，5的荧光发射峰均发生了红移，分别红移了18，206，73和123 nm；配合物2的荧光发射峰发生了蓝移，蓝移了54 nm。

对于荧光发射强度，配合物1，2，4有所增强。其强度是配体的1.39倍，2.05倍，3.50倍；配合物3和5有所减弱，其强度是配体的0.42倍，0.50倍。

以上所述实施方式仅为本发明诸多实施方式中的几种，但本发明的保护范围并不局限于此。