[发明专利]一种具有碳桥连的多孔聚酞菁类激光防护材料及其制备方法

说明书

本发明属于激光防护材料领域，具体涉及一种具有碳桥连的多孔聚酞菁类激光防护材料及其制备方法。本发明提供的多孔聚酞菁类激光防护材料由式(i)所示重复单元或式(ii)所示重复单元构成，每个重复单元具有4个键合位点，相邻重复单元通过碳桥联；式(ii)中，M为金属原子。本发明提供的多孔聚酞菁类激光防护材料是一种具有高度离域π电子共扼结构的多孔有机聚合物，其在保留高孔隙率，低骨架密度和结构可设计加工等优异特性的同时，能通过激发态吸收过程限制纳秒激光脉冲的强度，表现出很强的三阶非线性光学响应和激光防护效果。

技术领域

本发明属于激光防护材料领域，具体涉及一种具有碳桥连的多孔聚酞菁类激光防护材料及其制备方法。

背景技术

激光具有单色性好、准直性和亮度高、相干性好等特性，因而使激光探测器得到了快速的发展。激光探测器包括激光测距仪、激光雷达、激光制导和激光对抗武器等。但随着宽带可调谐激光探测器的发展，激光的波谱范围更大，激光的能量更强，对于我们的传感装置和人体都具有很大的威胁，激光对人体最主要的伤害是对眼睛的伤害，可透过角膜、晶状体和玻璃体，并大量为视网膜和脉络膜所吸收。由于眼睛对光的聚焦作用，可使视网膜上的能量密度比角膜处高十万倍，有可能引起视网膜的严重永久性损伤。因此我们必须要对激光进行防护，研究高效的激光防护技术。

基于非线性光学原理的激光防护材料具有线性透过率高、非线性系数高及防护波段宽等优点，对短脉冲变频激光的防护具有明显的优势，是已知最有发展潜力的光电防护材料。常见的非线性光限幅材料包括有机小分子、碳烯化合物、有机金属配合物、液晶材料以及无机金属簇化合物等。这些材料都表现出了潜在的应用价值，但又同时存在一定的缺陷。

多孔材料具有稳定坚固、孔隙率高、制备方法简单等特性，可以极大地应用在吸附分离、催化储能和光致发光等领域上。而多孔有机聚合物是近几十年来出现的一类新型多孔材料。相较于无机多孔材料(分子筛)和有机-无机杂化多孔材料(MOFs)，多孔有机聚合物不仅具有高的孔隙率而且具有低的骨架密度的特点，同时结构可设计以及骨架可官能团化。这些特点使多孔有机聚合物具有更广泛的应用价值，在材料科学领域中备受关注。

有鉴于多孔有机聚合物具有的诸多优点，将其应用于激光防护材料领域，开发具有良好激光防护效果的新型多孔有机聚合物材料，已成为目前激光防护领域和材料科学领域的研究热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有碳桥连的多孔聚酞菁类激光防护材料及其制备方法，本发明提供的多孔聚酞菁类激光防护材料具有较强的三阶非线性光学响应，激光防护效果显著。

本发明提供了一种具有碳桥连的多孔聚酞菁类激光防护材料，由式(i)所示重复单元或式(ii)所示重复单元构成，每个重复单元具有4个键合位点，相邻重复单元通过碳桥联：

式(ii)中，M为金属原子。

优选的，M为Sn或Pb。

本发明提供了一种上述技术方案所述的具有碳桥连的多孔聚酞菁类激光防护材料的制备方法，包括以下步骤：

在保护气体气氛中，酞菁类单体、桥联剂和催化剂混合反应，得到具有碳桥连的多孔聚酞菁类激光防护材料；

所述酞菁类单体为酞菁或金属酞菁化合物。

优选的，所述桥联剂为二氯甲烷；所述催化剂为三氯化铝。

优选的，所述酞菁类单体与桥联剂的用量比为1mmol：(1000～5000)mL。

优选的，所述酞菁类单体与催化剂的摩尔比为1：(20～50)。

优选的，所述金属酞菁化合物为二氯酞菁锡或酞菁铅。

优选的，所述混合反应的温度为0～90℃；所述混合反应的时间为30～100h。