[發明專利]具有選擇性離子交換性能的配位聚合物及其應用

無效

• 申請號: 201110102623.6
• 申請日: 2011-04-25
• 公開（公告）號: CN102219796A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 杜淼;李程鵬;陳靜
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: C07F1/08
• 分類號: C07F1/08;C07D401/14;B01J41/04;C30B29/54
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術領域

本發明屬于新型無機－有機雜化材料的合成、結構及性能技術領域，特別涉及到一種具有三維骨架結構的配位聚合物功能材料的制備及其在選擇性陰離子交換性能方面的應用。

背景技術

近年來，無機-有機雜化材料作為一種新型的分子功能材料，憑借其獨特多樣的拓撲結構以及在離子交換、吸附、分子識別、催化、光、電、磁和手性拆分等領域的巨大應用潛力受到各界科學家們越來越多的關注（M.?O’Keeffe,?Chem.?Soc.?Rev.?2009,?38,?1215–1217;?D.?M.?Proserpio,?Nature?Chem.?2010,?2,?435–436;?O.?R.?Evans,?W.?Lin,?Acc.?Chem.?Res.2002,?35,?511–522;?R.?E.?Morris,?X.?Bu,?Nature?Chem.?2010,?2,?353–361;?B.-H.?Ye,?M.-L.?Tong,?X.-M.?Chen,?Coord.?Chem.?Rev.2005,?249,?545–565;?G.?Férey,?Chem.?Soc.?Rev.?2008,?37,?191–214;?M.?Du,?X.-H.?Bu,?Bull.?Chem.?Soc.?Jpn.?2009,?82,?539–554;?A.?Corma,?H.?Carcía,?F.?X.?Llabrés?i?Xamena,?Chem.?Rev.?2010,?110,?4606–4655）。在這些方面的進展和突破，不僅對配位化學學科本身具有重要的意義，同時對材料化學、固態化學以及生命科學等相關學科也將有著一定的推動作用。在配位聚合物中，配體分子或者離子可以與金屬離子或者原子之間通過配位鍵結合，組裝出具有高度規整的無限網絡結構和一定物理化學性質的晶體材料。設計和合成配位聚合物材料最主要的目的之一就是通過預先設計的結構單元來控制最終產物的結構及性能，以滿足人們的特定需求。如何控制反應條件定向組裝出具有目標結構和性能的新材料是當前配位聚合物研究的主要問題之一，而尋找影響配位聚合物組裝的因素并了解其具體影響方式是解決該問題的根本途徑（S.?R.?Batten,?R.?Robson,?Angew.?Chem.,?Int.?Ed.?1998,37,1460-1494;?M.?Eddaoudi,?D.?B.?Moler,?H.?Li,?B.?Chen,?T.?Reineke,?M.?O’Keeffe,?O.?M.?Yaghi,?Acc.?Chem.?Res.?2001,?34,?319-330;?S.?L.?James,?Chem.?Soc.?Rev.2003,?32,?276-288;?B.?Moulton,?M.?J.?Zaworotko,?Chem.?Rev.2001,?101,?1629-1658;?L.?Carlucci,?G.?Ciani,?D.?M.?Proserpio,?Coord.?Chem.?Rev.2003,?246,?247-289;?J.?J.?Vittal,?Coord.?Chem.?Rev.2007,?251,?1781-1795）。

一般來說，配位聚合物都具有一定尺度的微觀可調空腔，較高的熱穩定性以及不溶于常見有機溶劑等較好的材料性能，其開放孔道結構中可以容納一些客體組分（如陰離子和溶劑分子等）。尤其是陰離子，一方面陰離子在不參與配位的情況下，往往作為客體占據和支撐網絡結構的空腔并起到平衡電荷的作用，另一方面可以通過誘導配體異構形成不同的網絡結構，來對最終網絡結構的形成起到模板作用。以上這些特點，都使得配位聚合物可以作為一種新型實用的離子交換材料。然而，目前已知的具有陰離子交換功能的配位聚合物往往體現出一定的局限性。最重要的一點就是，其離子交換性能通常發生于具有相似體積和相同價態的陰離子之間，而對于某種特定陰離子具有特殊交換選擇性的材料還非常少見。

發明內容

本發明的一個目的在于提供了具有三維開放骨架的配位聚合物及其制備方法。

本發明的另一個目的在于提供了制備三維開放骨架的配位聚合物所需的前體化合物及其制備方法。

本發明的再一個目的在于提供了具有三維開放骨架配位聚合物的晶體。

本發明的再一個目的在于提供了三維開放骨架的配位聚合物或單晶體在制備選擇性離子交換樹脂方面的應用。

為實現上述目的，本發明公開如下的技術內容：