一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法和应用

摘要

本发明涉及非线性光学晶体材料技术领域，尤其涉及一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法和应用，其制备方法以下具体步骤：S1、按照比例称取Cs2CO3、HIO3以及MoO3；S2、将称取的Cs2CO3、HIO3以及MoO3加入聚四氟乙烯反应内衬中，再向聚四氟乙烯反应内衬中添加乙基咪唑四氟硼酸盐，搅拌均匀后，得到混合物A；S3、将装有混合物A的聚四氟乙烯反应内衬放入不锈钢外套中，拧紧钢套再加热保温；S4、取出聚四氟乙烯反应内衬，冷却至室温后打开聚四氟乙烯反应内衬，得到CsMo2O5(IO4)化合物。本发明能高效且准确的合成聚合碘酸盐非线性光学晶体材料，且操作简单。

权利要求

1.一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1、按照摩尔比为1:1～2:1～2的比例称取Cs2CO3、HIO3以及MoO3；

S2、将称取的Cs2CO3、HIO3以及MoO3加入聚四氟乙烯反应内衬中，再向聚四氟乙烯反应内衬中添加乙基咪唑四氟硼酸盐，搅拌均匀后，得到混合物A；其中，Cs2CO3、HIO3、MoO3以及乙基咪唑四氟硼酸盐的质量比为0.163：0.088：0.144：1.839；

S3、将装有混合物A的聚四氟乙烯反应内衬放入不锈钢外套中，拧紧钢套再加热保温；

S4、取出聚四氟乙烯反应内衬，冷却至室温后打开聚四氟乙烯反应内衬，得到CsMo2O5(IO4)化合物；

CsMo2O5(IO4)化合物为淡黄色的粗棒状晶体，CsMo2O5(IO4)化合物的晶胞参数为：β＝89.601°，

α＝γ＝90°，

Z＝1；

CsMo2O5(IO4)化合物的晶胞体积为

2.根据权利要求1所述的一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，其特征在于，S3中对不锈钢外套中的聚四氟乙烯反应内衬进行加热的温度为120～150℃，保温时间为4～7天。

3.根据权利要求1所述的一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，其特征在于，S4中打开聚四氟乙烯反应内衬后，对聚四氟乙烯反应内衬内的反应物使用蒸馏水进行冲洗。

4.根据权利要求1所述的一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，其特征在于，CsMo2O5(IO4)化合物的SHG效应在1064nm下为KTP的3.3倍。

5.一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的应用，包括权利要求1‑4任一项非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，其特征在于，非线性光学晶体钼酸碘酸铯应用于制备光电材料。

说明书

一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及非线性光学晶体材料技术领域，尤其涉及一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法和应用。

背景技术

[0002] 非线性光学晶体是光电工业的关键基础材料，这引起了学术界和技术界的广泛关5+
注。碘酸盐因为I 阳离子具有活性孤对电子，能够有效的提高非线性光学效应，使得研究者们对其拥有巨大的兴趣，目前α‑LiIO3以及α‑HIO3已经作为商用非线性光学晶体使用。研究者们在对碘酸盐进行研究的时候发现碘酸根能够发生聚合反应，这有效的提高了非线性光学活性基团碘酸根的密度，在已有的研究中表明，聚合碘酸盐表现出极强的非线性光学性能；

[0003] 传统的碘酸盐大多是在水热反应的条件下得到的，水的存在稀释了反应物中碘酸根的浓度，这不利于碘酸根聚合，甚至能将聚合碘酸盐水解成孤立碘酸根，使得聚合碘酸盐的发现十分困难。

发明内容

[0004] 本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种能准确且高效的合成聚合碘酸盐非线性光学晶体材料的非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法和应用。

[0005] 本发明的技术方案：一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，包括以下具体步骤：

[0006] S1、按照摩尔比为1:1～2:1～2的比例称取Cs2CO3、HIO3以及MoO3；

[0007] S2、将称取的Cs2CO3、HIO3以及MoO3加入聚四氟乙烯反应内衬中，再向聚四氟乙烯反应内衬中添加乙基咪唑四氟硼酸盐，搅拌均匀后，得到混合物A；其中，Cs2CO3、HIO3、MoO3以及乙基咪唑四氟硼酸盐的质量比为0.163：0.088：0.144：1.839；

[0008] S3、将装有混合物A的聚四氟乙烯反应内衬放入不锈钢外套中，拧紧钢套再加热保温；

[0009] S4、取出聚四氟乙烯反应内衬，冷却至室温后打开聚四氟乙烯反应内衬，得到CsMo2O5(IO4)化合物；

[0010] CsMo2O5(IO4)化合物为淡黄色的粗棒状晶体，CsMo2O5(IO4)化合物的晶胞参数为：

[0011]

[0012]

[0013] β＝89.601°，

[0014] α＝γ＝90°，

[0015] Z＝1；

[0016] CsMo2O5(IO4)化合物的晶胞体积为

[0017] 优选的，S3中对不锈钢外套中的聚四氟乙烯反应内衬进行加热的温度为120～150℃，保温时间为4～7天。

[0018] 优选的，S4中打开聚四氟乙烯反应内衬后，对聚四氟乙烯反应内衬内的反应物使用蒸馏水进行冲洗。

[0019] 优选的，CsMo2O5(IO4)化合物的SHG效应在1064nm下为KTP的3.3倍。

[0020] 一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的应用，包括上述非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，非线性光学晶体钼酸碘酸铯应用于制备光电材料。

[0021] 与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

[0022] 本发明提供的非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法操作简单，通过使用离子热方法精准且高效的合成出聚合碘酸盐非线性光学晶体材料，即CsMo2O5(IO4)化合物；CsMo2O55+
(IO4)化合物中IO4整齐排列，聚合成一条高度有序的无限一维链，所有I 阳离子上的活性孤对电子都排列一致，CsMo2O5(IO4)化合物的SHG效应在1064nm下为碘酸盐当中最强的化合物，为KTP的3.3倍。

附图说明

[0023] 图1为CsMo2O5(IO4)晶体的单胞结构示意图。

[0024] 图2为CsMo2O5(IO4)单晶研磨成粉末后的衍射图与计算机拟合的衍射图的对比图。

[0025] 图3为CsMo2O5(IO4)单晶与KTP单晶的倍频效应信号图的对比图。

具体实施方式

[0026] 实施例1

[0027] 如图1‑3所示，本发明提出的一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，包括包括以下具体步骤：

[0028] S1、按照摩尔比为1:1:1的比例称取Cs2CO3、HIO3以及MoO3；

[0029] S2、将称取的Cs2CO3、HIO3以及MoO3加入聚四氟乙烯反应内衬中，再向聚四氟乙烯反应内衬中添加乙基咪唑四氟硼酸盐([EIm]BF4)，搅拌均匀后，得到混合物A；Cs2CO3、HIO3、MoO3以及乙基咪唑四氟硼酸盐的质量比为0.163：0.088：0.144：1.839；乙基咪唑四氟硼酸盐为液体，乙基咪唑四氟硼酸盐称取10mmol，乙基咪唑四氟硼酸盐的摩尔比是碳酸铯的20倍；

[0030] S3、将装有混合物A的聚四氟乙烯反应内衬放入不锈钢外套中，拧紧钢套在烘箱内加热至120℃，并保温4天；

[0031] S4、取出聚四氟乙烯反应内衬，冷却至室温后打开聚四氟乙烯反应内衬，对聚四氟乙烯反应内衬内的反应物使用蒸馏水进行冲洗，得到CsMo2O5(IO4)化合物；

[0032] CsMo2O5(IO4)化合物为淡黄色的粗棒状晶体，CsMo2O5(IO4)化合物的晶胞参数为：

[0033]

[0034]

[0035] β＝89.601°，

[0036] α＝γ＝90°，

[0037] Z＝1；

[0038] CsMo2O5(IO4)化合物的晶胞体积为 CsMo2O5(IO4)属于单斜晶系，P2(No.3)手性空间群；

[0039] CsMo2O5(IO4)化合物的SHG效应在1064nm下为KTP的3.3倍。

[0040] 非线性光学晶体钼酸碘酸铯的应用，包括上述非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，非线性光学晶体钼酸碘酸铯应用于制备光电材料。

[0041] 实施例2

[0042] 如图1‑3所示，本发明提出的一种非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，包括包括以下具体步骤：

[0043] S1、按照摩尔比为1:2:2的比例称取Cs2CO3、HIO3以及MoO3；

[0044] S2、将称取的Cs2CO3、HIO3以及MoO3加入聚四氟乙烯反应内衬中，再向聚四氟乙烯反应内衬中添加乙基咪唑四氟硼酸盐([EIm]BF4)，搅拌均匀后，得到混合物A；Cs2CO3、HIO3、MoO3以及乙基咪唑四氟硼酸盐的质量比为0.163：0.088：0.144：1.839；乙基咪唑四氟硼酸盐为液体，乙基咪唑四氟硼酸盐称取10mmol，乙基咪唑四氟硼酸盐的摩尔比是碳酸铯的20倍；

[0045] S3、将装有混合物A的聚四氟乙烯反应内衬放入不锈钢外套中，拧紧钢套在烘箱内加热至150℃，并保温7天；

[0046] S4、取出聚四氟乙烯反应内衬，冷却至室温后打开聚四氟乙烯反应内衬，对聚四氟乙烯反应内衬内的反应物使用蒸馏水进行冲洗，得到CsMo2O5(IO4)化合物；

[0047] CsMo2O5(IO4)化合物为淡黄色的粗棒状晶体，CsMo2O5(IO4)化合物的晶胞参数为：

[0048]

[0049]

[0050] β＝89.601°，

[0051] α＝γ＝90°，

[0052] Z＝1；

[0053] CsMo2O5(IO4)化合物的晶胞体积为 ，CsMo2O5(IO4)属于单斜晶系，P2(No.3)手性空间群；

[0054] CsMo2O5(IO4)化合物的SHG效应在1064nm下为KTP的3.3倍。

[0055] 非线性光学晶体钼酸碘酸铯的应用，包括上述非线性光学晶体钼酸碘酸铯的制备方法，非线性光学晶体钼酸碘酸铯应用于制备光电材料。

[0056] 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。