[发明专利]一种利用界面反应制备单晶的方法

权利要求书

1.一种利用界面反应制备单晶的方法，其中，所述方法包括如下步骤：

a1）分别配制发生界面反应的各反应物溶液，其中，配制所述溶液的溶剂为可冻结的溶剂；

a2）分别对步骤a1）的溶液进行冻结，得到各反应物溶液的冻结物，将各冻结物混合，任选地熟化，在各冻结物接触的界面处各反应物发生反应制备得到拟结晶物质的单晶；或者，

b1）配制发生界面反应的至少一种反应物溶液，其中，配制所述溶液的溶剂为可冻结的溶剂；

b2）对步骤b1）的溶液进行冻结，得到至少一种反应物溶液的冻结物，将其与至少一种气相反应物混合，任选地熟化，在冻结物和气相反应物接触的界面处至少一种反应物与至少一种气相反应物发生反应制备得到拟结晶物质的单晶；或者，

c1）配制发生界面反应的至少一种反应物溶液，记为溶液A，其中，配制溶液A的溶剂为可冻结的溶剂；配制发生界面反应的其他的至少一种反应物溶液，记为溶液B，其中，配制溶液B的溶剂的凝固点低于配制溶液A的溶剂的凝固点；

c2）对步骤c1）的溶液A进行冻结，得到溶液A的冻结物，将其与溶液B混合，任选地熟化，在冻结物和溶液B的界面处各反应物发生反应制备得到拟结晶物质的单晶；

步骤a2）和步骤b2）和步骤c2）中，所述的混合是接触；

其中，步骤a2）中所述接触是直接将其中一种反应物溶液的冻结物和其中另一种反应物溶液的冻结物紧密贴合后实现接触，或者是将其中一种反应物溶液的冻结物和其中另一种反应物溶液的冻结物敲碎后再混合；

其中，步骤b2）中所述接触是将至少一种反应物溶液的冻结物置于至少一种气相反应物的气体氛围中；

其中，步骤c2）中所述接触是将溶液A的冻结物置于溶液B的液体氛围中；

其中，固固反应体系中和固液反应体系中，发生界面反应的各反应物是两种物质；所述两种物质是制备金属有机框架的两种分子，包括有机配体和金属的化合物；或者，所述两种物质是制备XY型化合物的两种分子，包括含X的化合物和含Y的化合物，

其中，所述有机配体包括羧酸芳香配体，杂环化合物配体；所述羧酸芳香配体包括一甲酸芳香配体，二甲酸芳香配体，三甲酸芳香配体；所述杂环化合物是咪唑类杂环化合物，嘧啶类杂环化合物，吡啶类杂环化合物；

其中，所述金属的化合物是金属盐、卤化金属或稀土金属原子；所述金属选自二价金属离子，三价金属离子以及稀土金属离子；

其中，X为阳离子，Y为阴离子；所述XY型化合物为卤素盐、碳酸盐、硝酸盐、磷酸盐、羧酸盐、硫酸盐；含X的化合物为金属碱类化合物、铵类化合物；含Y的化合物为卤化氢、碳酸、硝酸、磷酸、羧酸、硫酸；

其中，固气反应体系中的固相是形成至少一种反应物溶液的冻结物，气相是至少一种气相反应物；所述气相是二氧化碳或氯化氢；所述固相是氢氧化钙或氢氧化钠；

其中，在步骤a1）和步骤b1）和步骤c1）中，所述可冻结的溶剂是指在一定温度、一定压力下形成固态的溶剂；

所述可冻结的溶剂包括水和可冻结的有机溶剂中的至少一种；

所述水包括二次水，蒸馏水，或超纯水；

所述有机溶剂包括烃类有机溶剂、卤代烃类有机溶剂、醇类有机溶剂、酚类有机溶剂、醚和缩醛类有机溶剂、酮类有机溶剂、酸和酸酐类有机溶剂、酯类有机溶剂、含氮化合物类有机溶剂、含硫化合物类有机溶剂、多官能团类有机溶剂中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括如下步骤：

3）自步骤a2）或步骤b2）或步骤c2）的含有拟结晶物质的单晶的混合体系中分离得到拟结晶物质的单晶；

4）收集步骤3）制备得到的单晶。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤3）中，所述分离是采用物理方式和/或化学方式将冻结成固体的溶剂自所述体系中分离出来；其中，所述的物理方式包括骤冷分离、升华、溶解中的一种或几种方式的组合；所述的化学方式包括化学反应、电解中的一种或几种方式的组合。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，在步骤4）中，所述收集包括采用光学显微镜收集、扫描电子显微镜收集、双束电子显微镜收集、透射电子显微镜收集中的一种或几种的组合。