[发明专利]一种光响应智能材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光响应智能材料及其制备方法。该材料为[Cd(BCM)_0.5(4,4′‑bipy)_0.5]，属于斜方晶系Pnna空间群，其不对称单元包含一个晶体学独立的二价Cd、半个全氟二噻吩基乙烯甲酸阴离子和半个4,4'‑联吡啶分子。通过将全氟二噻吩基乙烯甲酸和4,4'‑联吡啶作为混合配体制得。本申请的光响应智能材料[Cd(BCM)_0.5(4,4′‑bipy)_0.5]与全氟二噻吩基乙烯甲酸相比，其生色过程和褪色过程的速度、热稳定性以及抗疲劳性更好，应用前景更大；与同类配合物相比，距离明显最小，且其环化反应速率和去环化反应速率是最大的。本申请的光响应智能材料能够在照射时在两个离散状态之间切换，可以根据需求选择纯白或者蓝色水晶呈现，能够很好的替代天然蓝色晶石。

技术领域

本发明属于光响应金属有机框架化合物领域，具体涉及一种光响应智能材料及其制备方法。

背景技术

蓝色的天然晶石有特殊的魔力让众多爱好者喜欢。首先，蓝色代表贵重，比如蓝碧玺、海纹石、海蓝宝、蓝宝石等，这类晶石都价值不菲。蓝发晶，颜色呈现天蓝到深蓝色，晶柱被包裹在纯白水晶中，美轮美奂，稀有难得；其次，蓝色是治愈色系，在国外蓝发晶很早被用来辅助治疗抑郁、失眠；故而，蓝发晶又被称为治愈宝石。蓝发晶的出产量非常稀少，目前只发现巴西有这样的矿区，而且这个矿石的开采十分不容易，因为这种宝石所具有的美丽形态和神奇功效，它的受欢迎程度越来越高，需求量也随之增加。

发明内容

解决供不应求最根本的途径就是替换，针对蓝色的天然晶石价格高、量少、开采困难等问题，我们提出了一种基于全氟二噻吩基乙烯甲酸和4,4'-联吡啶混合配体构筑的镉金属有机框架化合物，是一种光致变色智能材料。配位后的镉金属有机框架配合物与二芳烯或其它已经公开的同类配合物相比，在生色过程和褪色过程的速度、热稳定性以及抗疲劳性等方面拥有更好的效果或性能。我们企图把该光响应材料混入到加工工艺中，比如项链、耳饰、胸针，既会增加产品观赏性，又可以解决能源损耗问题。它能够在照射时在两个离散状态之间切换，预示着材料的光物理特性能够根据激发波长进行调整，可以根据需求选择纯白或者蓝色水晶呈现。比如，它无光或者暗处呈现纯白，在阳光下呈现蓝色。在暴露于外部光刺激时，其物理化学性质会发生变化的刺激响应材料的开发涵盖了技术领域的下一代进步。

具体采用以下的技术方案：

一种光响应智能材料，所述材料为[Cd(BCM)_0.5(4,4′-bipy)_0.5]，属于斜方晶系Pnna空间群，其不对称单元包含一个晶体学独立的二价Cd、半个全氟二噻吩基乙烯甲酸阴离子和半个4,4'-联吡啶分子；在配位环境中，二价Cd呈现四角双锥配位几何结构，顶点分别由两个4,4'-联吡啶配体的氮原子提供，基面由四个全氟二噻吩基乙烯甲酸配体的四个氧原子构成，其中，Cd-O键的距离为Cd-N键的距离为全氟二噻吩基乙烯甲酸配体的配位模式为双齿桥联μ4-η1:η1:η1:η1，全氟二噻吩基乙烯甲酸的结构以反平行构象排列，两个活性碳原子之间的距离为(小于表明[Cd(BCM)_0.5(4,4′-bipy)_0.5]具有光学活性)；所述材料为一个3节点2,2,8-c连接网络，其拓扑符号为{4².6¹⁰.8¹⁰.10⁶}{4}²{6}²。

其中，4,4'-联吡啶钴、铜、锌配合物，全氟二噻吩基乙烯甲酸钴、铜、锌配合物的报道已不见少数，但至今未见由全氟二噻吩基乙烯甲酸与4,4'-联吡啶作为配体、镉作为金属离子组装而成的配合物。