[發明專利]具有陰離子交換功能的汞配位聚合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201110005035.0
• 申請日: 2011-01-12
• 公開（公告）號: CN102584868A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 肖博;朱學文;李倩倩;田俊峰;戶敏;楊麗君
• 申請（專利權）人: 鄭州輕工業學院
• 主分類號: C07F3/14
• 分類號: C07F3/14;B01J41/12
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳

技術領域

本發明屬于過渡金屬配位聚合物材料技術領域，具體涉及一種汞配位聚合物及其制備方法與應用，所述的汞配位聚合物具有一維鋸齒形鏈狀結構，展現出極好的陰離子交換性能。

背景技術

通過有目的地設計配體和選擇金屬離子來合成金屬-有機配合物已成為當今配位化學的研究熱點之一。這不僅由于有機-金屬配合物具有豐富多彩的結構，更重要的是它們在很多領域表現出優越的性能，如光學、磁性、吸附分離、催化和生物活性等。配合物的結構受諸多因素影響，因而結構的預測還很難做到，因此通過設計和選擇合適的配體與金屬離子以及控制反應條件等因素來系統研究配合物的結構與性能具有重要的意義。

在報道中，研究最多的是剛性配體，原因在于該類配體所合成配合物的結構較容易被控制，從而有利于進一步控制其性能，使得有目的地合成具有特定性能的配位聚合物不是很遙遠的夢，而逐步成為可能。和剛性配體相比，有關柔性配體研究的報道則相對較少，這是由于在柔性配體中存在可以自由旋轉的δ鍵，它們在配位時會根據配位環境的變化采取多種構型進行組裝，從而達到最佳的匹配，因此這類配合物的結構預測要相對與剛性的配體形成的配合物困難得多，但它們所具有的柔性特點也同時賦予了其新的生命力：配位模式多樣，更容易得到預料之外的特殊結構和性能的配合物，即“柔性配位聚合物”；柔性配體在構筑配合物時，溶劑、客體分子等其它因素較剛性配體更容易影響配合物的結構，這樣有利于研究外界因素對配合物結構的影響，從而探索配合物形成過程中的微妙平衡。與其它的五元含氮雜環相比較，咪唑基系列配體由于具有生物活性，引起超分子化學家的極大興趣。

另一方面，作為一種新型功能性分子材料，金屬-有機配合物在離子交換和吸附領域的巨大潛在應用前景受到人們的廣泛關注。但是，目前離子交換方面的研究通常是客體陰離子之間的交換，這是因為客體陰離子和陽離子骨架之間相互作用力較弱，因此這類交換較容易進行。相比之下，配位陰離子之間的交換，由于其在交換過程中同時存在著已經形成的配位鍵的斷裂以及新配位鍵的形成，在一定程度上存在著很大的限制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種具有陰離子交換的材料，具體為一種1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷的汞配位聚合物及其制備方法與應用。

本發明的技術方案為：具有陰離子交換功能的汞配位聚合物，該汞配位聚合物具有下述化學式：{[HgBr₂(pbbm)]DMF}_n，其中pbbm＝1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷，其分子式如下：

所述汞配聚物的二級結構單元是：晶體屬單斜晶系，空間群為P2(1)/n，晶胞參數為：a＝11.7831(8)b＝14.4426(8)c＝14.6872(10)α＝γ＝90°，β＝94.730(6)°所述配聚物具有1-D鋸齒形鏈狀結構，其基本結構單元是中心Hg(II)原子處在一個四面體的配位環境中，分別和來自兩個配體的兩個N原子以及兩個Br^-配位。

1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷的汞配聚物的制備方法，包括下述步驟：

(1)將1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷溶于甲醇中，制成1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷甲醇溶液；將HgBr₂溶于DMF溶液中，制成HgBr₂DMF溶液；

(2)將1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷甲醇溶液滴加到HgBr₂DMF溶液中，攪拌均勻，室溫下靜置10～15天，得到無色透亮的單晶，然后依次用無水乙醇、乙醚洗滌，干燥即得。

所述1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷和HgBr₂的物質的量之比為1～2∶1。

所述1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷甲醇溶液的濃度為0.01～0.03mol·L^-1。

所述HgBr₂的DMF溶液的濃度為0.01～0.03mol·L^-1。

所述的1，5-二(1-H-苯并咪唑基)戊烷的汞配聚物作為離子交換劑的應用。