光无线通信用金属有机框架材料及其配体和应用的制作方法

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种光无线通信用金属有机框架材料及其配体和应用。

背景技术：

1、近年来，随着经济的迅速发展以及信息化时代的到来，人们对通信技术的要求越来越高，传统的有线连接已经无法满足人类的需求，因此，加快发展无线通信技术成为了必然趋势。但是传统的无线通信技术，例如射频技术，由于缺乏可用的射频频谱、成本较高，很难达到信息网络全面普及的要求。与此同时，随着大数据、互联网+等国家发展战略的实施以及5g商用化的推行，对未来通讯网络的数据传输速率提出了更高的要求。而可见光无线通信技术兼具了光通信的高速以及无线通信的灵活这两大优点，可以有效解决数据传输速率的问题，备受人们的关注，成为无线通信技术领域的重要研究对象。

2、可见光通信技术是一种新型的无线通信技术，被视为下一代最有前景的无线信号传输方式，其中，白光通信技术更是有望在照明的同时实现信号传输和数据下载，有广泛的应用前景，吸引了诸多科学家的研究兴趣。白光通信技术是通过利用白光led器件，将人眼无法感知的高频光信号实现快速的数据传输。目前广泛使用蓝光芯片与黄色荧光粉结合而获得白光led，但是白光led的响应频率被荧光粉的发光速率限制，制约了可见光通信的带宽，因此研究出高调制带宽的led是该领域需要攻克的重要难题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种制备光无线通信用金属有机框架材料的配体、基于该配体的金属有机框架材料、以该金属有机框架材料和发光聚合物构建的混合基质膜以及将该混合基质膜应用于光通信系统的白光led器件的制备，该白光led器件展示了高速的数据传输速率以及优异的调制带宽。

2、本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：

3、本发明的目的之一是提供一种金属有机框架材料配体，所述配体具有以下结构：

4、。

5、本发明的目的之二在于提供一种上述配体的制备方法，所述配体的制备方法按以下步骤进行：

6、s1：将3-氨基-1,1'-联苯-4-羧酸、双(三氟乙酰氧基)碘苯、碘的四氯化碳溶液混合后搅拌反应，反应结束后过滤、洗涤、干燥，得到中间体1；

7、s2：将中间体1和氯化亚砜混合，然后加入一滴dmf（n,n-二甲基甲酰胺），在氮气保护下于75℃加热回流反应，反应结束后冷却至室温，旋蒸去除溶剂后，将得到的固体溶解在二氯甲烷中，再向其中逐滴加入叔丁醇钾同时搅拌，淬灭后萃取多次，合并有机相，得到中间体2；

8、s3：将中间体2、联硼酸频那醇酯、二氯化钯和醋酸钾混合，然后加入1，4-二氧六环，先在氮气保护下反应，再在80℃氩气保护下加热反应，反应结束后冷却至室温，萃取后合并有机相，纯化，得到中间体3；

9、s4：将中间体3、2,5-二溴-1,4-二甲基苯、四(三苯基膦)钯和磷酸钾混合，然后加入1，4-二氧六环，先在氮气保护下反应，再在100℃氩气保护下加热反应，反应结束后冷却至室温，萃取后合并有机相，纯化，得到中间体4；

10、s5：将中间体4、联硼酸频那醇酯、二氯化钯和醋酸钾混合，然后加入1，4-二氧六环，先在氮气保护下反应，再在80℃氩气保护下加热反应，反应结束后冷却至室温，萃取后合并有机相，纯化，得到中间体5；

11、s6：将中间体5、1,3,6,8-四溴芘、二氯化钯和磷酸钾混合，然后在氮气保护下加入二氧六环/水混合液，在90℃氩气保护下加热反应，反应结束后冷却至室温，萃取后合并有机相，纯化，得到中间体6；

12、s7：将中间体6和二氧六环/水混合液搅拌均匀，向其中逐滴加入三氟乙酸，室温下搅拌反应，冷水稀释，干燥，得到配体。

13、进一步限定，s3-s5中纯化是以己烷和乙酸乙酯按5：1的体积比为洗脱剂进行硅胶柱层析。

14、进一步限定，s6中纯化是以环己烷和二氯甲烷按1:4的体积比为洗脱剂进行硅胶柱层析。

15、本发明的目的之三在于提供一种基于上述配体的金属有机框架材料，所述金属有机框架材料化学式为[zr6(l)2]，其中l为上述配体。

16、本发明的目的之四在于提供一种上述金属有机框架材料的制备方法，所述制备方法按以下步骤进行：

17、s1：将八水氯氧化锆溶解在dma（n, n-二甲基乙酰胺）中，加热反应，反应结束后，冷却至室温；

18、s2：加入苯甲酸和上述配体，超声15分钟，离心后依次进行洗涤和干燥，得到金属有机框架材料。

19、进一步限定，s1中加热反应温度为80℃，时间为1h。

20、进一步限定，s2中洗涤过程为：依次用dma、丙酮、乙醇洗涤，每种溶液洗涤三次。

21、本发明的目的之五在于提供一种上述金属有机框架材料的应用，所述金属有机框架材料用于制备白光led器件。

22、本发明的目的之六在于提供一种白光led器件，所述白光led器件使用上述金属有机框架材料和发光聚合物构建的混合基质膜制备而成。

23、本发明的目的之七在于提供一种白光led器件的应用，所述白光led器件应用于光无线通信领域。

24、本发明与现有技术相比具有的显著效果：

25、本发明以具有特定骨架及官能团的mof为原料，将其用于构建应用于光无线通信系统的白光led器件的混合基质膜，展示了高速的数据传输速率以及优异的调制带宽。

技术特征：

1.一种金属有机框架材料配体，其特征在于，它具有以下结构：

2.一种金属有机框架材料，其特征在于，它的化学式为[zr6(l)2]，其中l为权利要求1所述的配体。

3.权利要求2所述的金属有机框架材料的应用，其特征在于，它用于制备白光led器件。

4.一种白光led器件，其特征在于，它使用权利要求2所述的金属有机框架材料和发光聚合物构建的混合基质膜制备而成。

5.权利要求4所述的白光led器件的应用，其特征在于，它应用于光无线通信领域。

技术总结
光无线通信用金属有机框架材料及其配体和应用。本发明属于无线通信领域。本发明提供了一种制备光无线通信用金属有机框架材料的配体、基于该配体的金属有机框架材料、以该金属有机框架材料和发光聚合物构建的混合基质膜以及将该混合基质膜应用于光通信系统的白光LED器件的制备，该白光LED器件展示了高速的数据传输速率以及优异的调制带宽。

技术研发人员：赵礼义,李衍初,于洪亮
受保护的技术使用者：吉林省卓材新研科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13