[发明专利]一种无机有机杂化金属超分子化合物及其合成方法

说明书

技术领域

本发明属于无机化学单晶化合物水热合成技术领域，具体涉及一种全新结构的无机有机杂化金属超分子化合物及其合成方法。

背景技术

金属超分子化合物是通过2个以上的物质经弱相互作用形成的有序分子聚集体，这种配位化合物中的许多弱化学键，如氢键、偶极、疏水缔合和芳环堆砌等是构筑超分子化合物的重要因素。作为无机新材料的超分子化合物，在光学、催化、磁性材料、导体和分子识别等领域具有广泛的应用前景，设计与合成具有特定结构和性质的新型化合物是晶体工程学的重要目标。

水热合成是指温度为100～1000℃、压力为1MPa～1GPa条件下利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。在亚临界和超临界水热条件下,由于反应处于分子水平，反应性提高，因而水热反应可以替代某些高温固相反应。又由于水热反应的均相成核及非均相成核机理与固相反应的扩散机制不同，因而可以创造出其它方法无法制备的新化合物和新材料。一系列温和与高温高压水热反应的开拓及其在此基础上开发出来的水热合成路线,已成为目前获取多数无机功能材料和特种组成与结构的无机化合物的重要途径。在水热合成体系中，已开发出多种新的合成路线与新的合成方法,如直接法、籽晶法、导向剂法、模板剂法、络合剂法、有机溶剂法、微波法以及高温高压合成技术等。

由于水热的反应温度高，可以克服很多反应的势垒，所以可以诱导很多的反应发生，这就导致了，反应温度，化合物配比，溶剂浓度，反应时间，冷却速度等反应条件稍微变化都会产生许多意想不到结果。使最终产品结构发生重大的变化。

发明内容

本发明的目的是提供一种无机有机杂化金属超分子化合物及其制备方法，该化合物具有潜在的二介非线性光学性能，有望成为一种新的倍频激光材料，并用于制作倍频激光发射器的光学器件。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无机有机杂化金属超分子化合物，所述的无机有机杂化金属超分子化合物的结构式为[Cd(en)₃][CdI₄]，该化合物分子分为两个基团，阴离子基团是[CdI₄]^2-，它是金属Cd与4个I原子配位形成的，其中Cd采取四配位模式，Cd-I键长范围在2.7655(10)?到2.7920(5)?之间；阳离子基团是[Cd(en)₃]²⁺，它是Cd与三个乙二胺配位形成的，其中Cd采取六配位模式，与三个乙二胺中的六个氮原子配位，Cd-N键长范围在2.373(5)?到2.379(5)?之间；

所述的无机有机杂化金属超分子化合物，其特征在于：该化合物的晶体学数据如下：Spacegroup,R3;a=11.9611?,b=11.9611?,c=12.9405?;α=90°,β=90°,γ=120°;V=1603.33?³。

一种无机有机杂化金属超分子化合物的合成方法，步骤如下：将CdI₂，乙二胺和去离子水经室温搅拌后，放进聚四氟乙烯为内衬的不锈钢反应釜中于，在170~180℃条件下加热反应5~7天，冷却至室温，最后将含有无色透明的纯相晶体产物抽滤、水洗，于室温下干燥。

以1mmolCdI₂为基准，需要乙二胺用量为1~3mL，去离子水用量为2~4mL。

本发明的有益效果：化合物[Cd(en)₃][CdI₄]晶体的空间群为R3，该化合物属于少有的手性空间群，配合物阴阳离子之间通过N—H……I型氢键相互连接，形成三维超分子网络结构。且晶体为无色透明的块状，测试其二介非线性光学（SHG）强度，通过对比相对强度，约为对比样品磷酸二氢钾（KDP）的0.6倍，见图4，说明该化合物具有潜在的二介非线性光学性能，有望成为一种新的倍频激光材料，并用于制作倍频激光发射器的光学器件。

附图说明

图1是实施例1的化合物[Cd(en)₃][CdI₄]的粉末X-射线衍射图。

图2是实施例1的化合物[Cd(en)₃][CdI₄]的分子结构图。

图3是实施例1的化合物[Cd(en)₃][CdI₄]的三维超分子网络图。