碱金属氰尿酸一氢盐化合物、其晶体及其制备方法与应用

• 摘要：

  本发明属于光电子功能材料技术领域,具体涉及碱金属氰尿酸一氢盐化合物、其晶体及其制备方法与应用.本发明提供了化学式为AM(HC3N3O3)·nH2O(具体如KLi(HC3N3O3)·2H2O、RbLi(HC3N3O3)·2H2O、RbNa(HC3N3O3)·2H2O)的碱金属氰尿酸一氢盐化合物及其非线性光学晶体,该非线性光学晶体具有极强的相位匹配能力(使用粉末倍频测试方法测量,其粉末倍频效应约为KH2PO4(KDP)的2‑3倍);其紫外吸收边短于250nm.另外,该非线性光学晶体能够实现Nd:YAG(λ＝1.064μm)的2倍频、3倍频、4倍频的谐波发生器.并且,该非线性光学晶体为单晶结构,无色透明,在空气中不潮解.所以可以预见,AM(HC3N3O3)·nH2O(具体如KLi(HC3N3O3)·2H2O、RbLi(HC3N3O3)·2H2O、RbNa(HC3N3O3)·2H2O)将在各种非线性光学领域中获得广泛应用,并将开拓紫外波段的非线性光学应用.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201810866815.6

• 申请日期：

  2018.08.01

• 公开/公告号：

  CN110790716A

• 公开/公告日：

  2020-02-14

• 发明人：

  叶宁 林栋鸿 罗敏

• 申请人：

  中国科学院福建物质结构研究所

• 主分类号：

  C07D251/32(2006.01),C,C07,C07D,C07D251

• 分类号：

  C07D251/32(2006.01),C30B7/14(2006.01),C30B29/54(2006.01),G02F1/355(2006.01),C,G,C07,C30,G02,C07D,C30B,G02F,C07D251,C30B7,C30B29,G02F1,C07D251/32,C30B7/14,C30B29/54,G02F1/355

• 主权项：

  1.一种碱金属氰尿酸一氢盐化合物,其特征在于,所述化合物的化学式为AM(HC3N3O3)·nH2O,其中,A、M相同或不同,彼此独立地选自碱金属,例如Li、Na、K、Rb、Cs、Fr;n选自0以上的整数. 2.根据权利要求1所述的化合物,其特征在于,n选自0-10的整数,例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,具体例如2. 3.根据权利要求1或2所述的化合物,其特征在于,所述化合物选自二水合氰尿酸一氢钾锂(化学式:KLi(HC3N3O3)·2H2O)、二水合氰尿酸一氢铷锂(化学式:RbLi(HC3N3O3)·2H2O)或二水合氰尿酸一氢铷钠(化学式:RbNa(HC3N3O3)·2H2O); 优选地,所述化合物为非线性光学晶体形式. 4.根据权利要求1-3任一项所述的化合物,其特征在于,所述化合物为二水合氰尿酸一氢钾锂非线性光学晶体,所述晶体的化学式为KLi(HC3N3O3)·2H2O; 优选地,所述二水合氰尿酸一氢钾锂非线性光学晶体具有基本上如图3所示的X射线粉末衍射图谱; 优选地,所述二水合氰尿酸一氢钾锂非线性光学晶体不具有对称中心,属于正交晶系,空间群为Pna2(1),晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,Z＝4,单胞体积为 5.根据权利要求1-3任一项所述的化合物,其特征在于,所述化合物为二水合氰尿酸一氢铷锂非线性光学晶体,所述晶体的化学式为RbLi(HC3N3O3)·2H2O; 优选地,所述二水合氰尿酸一氢铷锂非线性光学晶体具有基本上如图4所示的X射线粉末衍射图谱; 优选地,所述二水合氰尿酸一氢铷锂非线性光学晶体不具有对称中心,属于正交晶系,空间群为Pna2(1),晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,Z＝4,单胞体积为 6.根据权利要求1-3任一项所述的化合物,其特征在于,所述化合物为二水合氰尿酸一氢铷钠非线性光学晶体,所述晶体的化学式为RbNa(HC3N3O3)·2H2O; 优选地,所述二水合氰尿酸一氢铷钠非线性光学晶体具有基本上如图5所示的X射线粉末衍射图谱; 优选地,所述二水合氰尿酸一氢铷钠非线性光学晶体不具有对称中心,属于正交晶系,晶空间群为Pna2(1),晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,Z＝4,单胞体积为 7.权利要求1-6任一项所述化合物的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括将AOH·xH2O、MOH·yH2O、与H3C3N3O3进行反应,得到碱金属氰尿酸一氢盐化合物;其中,A、M具有权利要求1所述的定义;x、y相同或不同,彼此独立地选自0以上的整数. 8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述x、y相同或不同,彼此独立地选自0-10的整数,例如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10,如0、1; 优选地,所述AOH·xH2O、MOH·yH2O与H3C3N3O3的摩尔比为(0.5~2.5):(0.5~2.5):1,优选为(0.8~1.2):(0.8~1.2):1,例如1:1:1; 优选地,所述反应在溶剂中进行,所述溶剂选自有机溶剂或无机溶剂,优选为无机溶剂,例如水; 优选地,所述反应的温度为50~110℃,优选为60~100℃,例如80℃. 9.根据权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,反应结束后,将反应液以恒定的降温速率进行降温;降温后,用溶剂进行清洗,即获得碱金属氰尿酸一氢盐化合物; 优选地,降温速率为1~10℃/小时,优选为1~5℃/小时,例如1℃/小时、5℃/小时; 优选地,反应液降温至0~40℃,优选为10~40℃,例如10℃、40℃; 优选地,清洗使用的溶剂为水、丙酮或其混合物,例如丙酮. 10.权利要求1-6任一项所述化合物的用途,其特征在于,所述化合物可用于激光器激光输出的频率变换、紫外区的谐波发生器、光参量与放大器件及光波导器件; 优选地,所述化合物对波长为1.064μm的激光光束产生2倍频或3倍频或4倍频或5倍频或6倍频的谐波光输出; 优选地,所述化合物用于从红外到紫外区的光参量与放大器件.