一种黄色荧光发光的银碘基杂化物的合成及应用的制作方法

本发明涉及一种黄色荧光发光杂化物，特别是涉及一种银碘基黄色荧光发光杂化物[me(3pp)]agi2的合成及应用，其中me(3pp)=1-甲基-3-苯基吡啶阳离子。

背景技术：

以金属卤化物为骨架的无机-有机杂化材料具有很多优势；由于结构易于定向设计、且具有丰富的组成，并由此产生的各种有趣性质而成为功能杂化材料合成与应用研究的热点。在已报道的各种金属卤化物杂化材料中，银碘杂化物具有无毒，且性质优异的特点受到人们的广泛研究关注，因此，基于此体系的新材料开发和应用探索具有重要的理论和实际意义。近年来，金属卤化物的荧光性能研究受到了越来越多合成化学和材料科学研究者的重视，因具有容易成膜和发光效率高等优势，具有潜在的应用价值，可作为新型发光功能材料。

荧光是一种光致发光行为，当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，所以会回到基态，当电子由第一激发单线态恢复到基态时，能量若以光的形式释放，则产生荧光。荧光材料的设计至关重要，其中，非中心对称的吡啶衍生物阳离子为结构导向剂，既可作为缺电子强π酸，又是一个良好的电子接受体，在弱路易斯碱i^-和含碘化物的络合物作用下，通常有利于电子的跃迁和分子间电荷转移，具有潜在的光学和电学性质，以此类阳离子构筑的杂化银碘化合物，可为优良发光器件的制作提供丰富的物质基础。

技术实现要素：

本发明旨在以1-甲基-3-苯基吡啶阳离子为抗衡离子合成一种具有光致发光性质的杂化银碘化合物[me(3pp)]agi2。本发明包括如下技术方案。

1.一种黄色荧光材料[me(3pp)]agi2，me(3pp)=1-甲基-3-苯基吡啶阳离子。其特征在于：该化合物为单斜晶系，结晶于空间群为c2/c，单胞参数为a=25.3048(11)å，b=7.0436(3)å，c=32.3460(13)å，α=γ=90º，β=95.016(4)º，z=25，单胞体积v=5743.2(4)å³。该杂化物由吡啶n原子烷基化的3-苯基吡啶阳离子[me(3pp)]⁺和无机一维(agi2)^–阴离子链构成；不对称单元中包括2个[me(3pp)]⁺阳离子、2个半占据的ag⁺离子、1个全占据的银离子和4个i离子。每个ag⁺均作为中心原子与四个i^–配位，形成变形的(agi4)四面体，i-ag-i之间的夹角处于99.91(3)^o至117.09(3)^o范围，无机(agi2)^–阴离子链均沿b方向平行排列，形成沿b轴方向的四边形孔道，[me(3pp)]⁺填充在这些四边形孔道中。

2.一种黄色荧光材料[me(3pp)]agi2，由于以上特殊的结构特点克服了i的重原子效应导致的荧光较弱的劣势，所制备的杂化物具有较强的黄色荧光发射，可用于黄色荧光发光器件的制备；该材料选取新颖非中心对称的烷基化3-苯基吡啶为抗衡阳离子，思路新颖，原位合成简单方便，为银碘基杂化材料的合成提供借鉴和指导。

附图说明

图1是杂化物[me(3pp)]agi2的分子结构图，为了清晰，氢原子被忽略。

图2是杂化物[me(3pp)]agi2沿c轴方向的单胞堆积图。

图3是杂化物[me(3pp)]agi2在激发波长为380nm和480nm下的发射谱。

图4是杂化物[me(3pp)]agi2的色坐标图。

图5是杂化物[me(3pp)]agi2的红外谱图，从图中可以看出，波数在3200-2750cm^-1范围内有中强或弱峰，说明有甲基以及苯环c-h的伸缩振动；波数在1650-1400cm^-1范围内有中强峰，则说明有苯环和吡啶基团的存在。

图6是杂化物[me(3pp)]agi2粉末衍射图，模拟和实验花样基本一致，说明样品比较纯。

图7是杂化物[me(3pp)]agi2的紫外光谱图，杂化物的带隙能量为2.55ev，相比于固体碘化银的带隙值2.81ev，杂化物带隙值降低，出现了明显红移。

图8是杂化物[me(3pp)]agi2的热重分析图化合物开始分解温度为217℃。杂化物从217℃到382℃化合物热分解，高于382℃后不再分解而保持恒重。

具体实施方式

1杂化物[me(3pp)]agi2的合成

将0.118gagi,0.05ml3-苯基吡啶放入套有干净小玻璃瓶的聚四氟乙烯内胆内，依次加入1ml甲醇、5ml丙酮和0.3mlhi，在磁力搅拌器上搅拌30min后,将内胆放入不锈钢反应釜中，旋紧后放在140^oc烘箱中加热，恒温反应三天，然后取出冷却至室温，乙醇洗涤干燥后得到淡黄色透明的毛绒状晶体，经x射线单晶衍射分析确定杂化物为[me(3pp)]agi2。

2荧光测试和色坐标计算

将制备的晶体研磨均匀得到固体粉末，在edinburghei920荧光光谱仪上进行荧光发光性能测试，结果显示，在480nm的单色光的激发下，杂化物[me(3pp)]agi2表现出单峰发射，峰值在553nm。更换激发波长，杂化物[me(3pp)]agi2的发射峰的峰形和位置并没有明显变化，说明其没有波长依赖的发光行为。将测试得到的荧光发射光谱数据利用cie1931色坐标计算软件计算得知化合物的色坐标为(0.387,0.594)，表现特征的黄光发射。

技术特征：

1.一种黄色荧光材料[me(3pp)]agi2，其中me(3pp)=1-甲基-3-苯基吡啶阳离子，其特征在于：该化合物为单斜晶系，结晶于空间群为c2/c，单胞参数为a=25.30(1)å，b=7.04(1)å，c=32.35(1)å，α=γ=90º，β=95.0(1)º，z=25，单胞体积v=5743.2(4)å³，杂化物包括吡啶n原子烷基化的有机阳离子[me(3pp)]⁺和无机一维(agi2)^–阴离子链，每个ag⁺均与四个i配位，形成变形的(agi4)四面体，无机(agi2)^–阴离子链均沿b轴方向平行排列，形成沿b轴方向的四边形孔道，[me(3pp)]⁺阳离子填充在这些四边形孔道中。

2.一种权利要求1所述的黄色荧光材料[me(3pp)]agi2的用途，其特征在于材料具有较强的荧光发射，利用其特征用作黄色荧光发光器件。

技术总结
本发明公开了一种黄色荧光发光的银碘基配合物及制备方法。所述的配合物分子结构式[Me(3pp)]2AgI2，其中Me(3pp)=1‑甲基‑3‑苯基吡啶阳离子，分子包括吡啶N位烷基化的有机阳离子[Me(3pp)]+和无机一维(AgI2)–阴离子链。阴离子链中心原子Ag和配体I采用四配位模式形成变形的四面体结构，无机(AgI2)–阴离子链均沿b方向伸展，形成沿b轴方向的四边形孔道，N位烷基化的[Me(3pp)]+填充在这些四边形孔道中。通过选择碘化银、3‑苯基吡啶和甲醇反应原料，通过溶剂热反应获得了[Me(3pp)]2AgI2的单晶，在紫外灯照射下发出较强的黄色荧光，可作为一种新的黄色荧光发光材料，并可用于制作荧光发光器件。

技术研发人员：樊庆顺;刘广宁;吴倩
受保护的技术使用者：济南大学
技术研发日：2020.04.07
技术公布日：2020.07.03