[發明專利]四種鎳配位聚合物的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201210006967.1
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102603807A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 卜顯和;張大帥;常澤;呂迎彬;陳強;田丹;軒志宏;胡同亮
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07F15/04
• 分類號: C07F15/04;B01J20/22;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及微孔金屬-有機配位聚合物材料，特別是四種鎳配位聚合物的制備方法及其應用，所述的鎳配位聚合物是具有微孔的Ni-2，4，6-三(4-吡啶基)三嗪-取代鄰苯二甲酸三維網絡結構的聚合物，對氫氣具有較強的吸附分離功能。

背景技術

近年來，通過金屬離子與有機多功能配體的配位來構筑具有新型孔道結構的配位聚合物材料已經引起了人們的極大興趣。不僅因為它們擁有新穎精美的拓撲網絡結構，而且主要是因為它們能表現出特異的光、電、磁、催化以及吸附分離等性質或功能(Yaghi，O.M.；O’Keeffe，M.；Ockwig，N.W.；Chae，H.K.；Eddaoudi，M.；Kim，J.Nature?2003，423，705；Kitagawa，S.；Kitaura，R.；Noro，S.Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，2334；Roberts，J.；Scheidt，K.A.；Nguyen，S.T.；Hupp，J.T.Chem.Soc.Rev.，2009，38，1450.)。然而設計和構筑這類具有特殊結構和性能的孔道材料具有很大的挑戰性，特別是具有較好的氣體存儲和分離功能的材料。這是因為這類聚合物材料的孔道大小有嚴格的限制并且要求其有很好的穩定性。有一種方法是利用有機配體可修飾的特征，在有機配體上引入不同的官能團，如氨基、硝基、氟等，使配合骨架與氣體分子之間的相互作用增強，進而達到提高配合物的穩定性及對氣體的存儲和分離能力的目的。迄今為止，此類具有選擇性吸附性能的材料的文獻報道還相對較少。(例如：Zhao，Y.G.；Wu，H.H.；Emge，T.J.；Gong，Q.H.；Nijem，N.；Chabal，Y.J.；Kong，L.Z.；Langreth，D.S.；Liu，H.；Zeng?H.P.；Li，J.Chem.Eur.J.2011，17，5101；Tanabe，K.K.；Cohen，S.M.Chem.Soc.Rev.2010，40，498；Li，J.R.；Kuppler，R.J.；Zhou，H.C.Chem.Soc.Rev.，2009，38，1477.等)。這類材料的合成與探索，特別是合理的設計和拓展構筑該類配位聚合物的有機多功能配體對本研究領域，進而對開發高性能新材料將會產生很大的影響，并為材料科學領域注入強大的生命力。

發明內容

本發明的目的在于提供四種微孔鎳配位聚合物和制備及其應用，該材料是具有一維孔道的Ni-2，4，6-三(4-吡啶基)三嗪-取代鄰苯二甲酸三維網絡結構的聚合物，其配位骨架在77K和273K條件下分別對氫氣和氮氣、二氧化碳和甲烷具有較強的吸附性能。

本發明所述的微孔鎳配位聚合物的化學式為C₁₃H₉N₃Ni_0.5O_2.50(1)，C₁₃H_9.50N_3.50Ni_0.50O_2.50(2)，C₁₃H₈N_3.50Ni_0.50O_3.50(3)，C₁₃H₇F₂N₃Ni_0.50O_2.50(4)。其中主配體為2，4，6-三(4-吡啶基)三嗪(tpt)，輔助配體分別為鄰苯二甲酸(H₂L)、4-氨基鄰苯二甲酸(A-H₂L)、4-硝基鄰苯二甲酸(N-H₂L)、四氟鄰苯二甲酸(F-H₂L)，溶劑為：N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇；主要紅外吸收峰為3127cm^-1，1665cm^-1，1519cm^-1，1400cm^-1，1090cm^-1，1050cm^-1，953cm^-1，811cm^-1，654cm^-1。配位骨架的分解溫度為300℃(見圖1)。