[發明專利]具有三維開放骨架結構的配位聚合物及其制備與應用

無效

• 申請號: 201210028518.7
• 申請日: 2012-02-09
• 公開（公告）號: CN102603780A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 杜淼;郭健;李程鵬
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: C07F3/08
• 分類號: C07F3/08;C07D401/14;B01J41/08
• 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開放骨架結構的Cd(II)配位聚合物的制備，更具體的說是3,5-雙(2-吡啶基)-4-(4-吡啶基)-1,2,4-三唑-高氯酸鎘(II)的制備及其在選擇性離子交換方面的應用。

背景技術

近年來，配位聚合物研究成為化學和材料科學等領域所共同關注的熱點之一?(R.-Q.?Zou,?A.?I.?Abdel-Fattah,?H.-W.?Xu,?Y.-S.?Zhao,?D.?D.?Hickmott,?CrystEngComm2010,?12,?1337–1353;?G.?Férey,?C.?Serre,?Chem.?Soc.?Rev.2009,?38,?1380)。國內外眾多科學家已在配位聚合物的結構設計和材料性能方面取得了大量具有重要意義的成果。當前，配位聚合物的研究趨勢主要體現在合成策略的設計化、結構組裝的動態化以及材料性能的多功能化等方面?(A.?Corma,?H.?Carcía,?F.?X.?Llabrés?i?Xamena,?Chem.?Rev.2010,?110,?4606–4655)。

配位聚合物的合成策略主要集中在“節點-連接基團”的設計與修飾。對于節點的設計，從最初的單一金屬離子中心，到穩定的paddle-wheel雙核結構及其它常見的多核單元，再發展到金屬-有機多面體（metal-organic?polyhedra）等復雜構筑基元。而連接基團的設計與修飾，從單一的線性構筑塊拓展到具有各種骨架結構的橋聯配體，從單一配位屬性的官能團到各類不同配位官能團之間的組合，從簡單的連接作用發展到整合了特殊位點和基團以實現特定性質的功能化。這種“節點-連接基團”的構筑理念被廣泛應用在配位聚合物的研究中，并表現出從簡單到復雜，從盲目到理性，從數據積累到定向合成的發展趨勢，為各類具有特定網絡結構和性能的配位聚合物雜化材料的制備奠定了基礎?(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;?C.-P.?Li,?M.?Du,?Chem.?Commun.2011,?47,?5958–5972)。

一般來說，配位聚合物具有一定尺度的可調空腔，較高的熱穩定性以及不溶于常見有機溶劑等良好的固態材料性能，其開放孔道結構中可容納各類客體組分（如陰離子、溶劑、氣體分子和有機物等）。陰離子在配位聚合物的構筑中起到非常關鍵的作用，一方面，在陰離子不參與配位的情況下，往往作為客體模板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，陰離子可以通過配位改變配體和金屬離子的連接方式，從而導致形成不同的網絡結構。以上這些特點，都使得配位聚合物可以作為一種潛在的新型離子交換材料，可應用于特定離子的痕量測定和分離，環境污染物的定量分析以及同位素地球化學研究等方面。然而，目前已知的具有陰離子交換性能的配位聚合物往往體現出一定的局限性?(R.?Custelcean,?B.A.?Moyer,?Eur.?J.?Inorg.?Chem.?2007,?1321–1340)。最重要的一點就是，其離子交換性能通常只適用于具有類似體積和相同價態的陰離子，而對于具有不同體積和性質的陰離子具有交換性能的配位聚合物材料還非常少見。

發明內容

本發明的一個目的在于提供了一種具有三維開放骨架結構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具有三維開放骨架結構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結構的配位聚合物的晶體結構。

本發明的再一個目的在于提供了具有三維開放骨架結構的配位聚合物在選擇性陰離子交換方面的應用。

為實現上述目的，本發明公開如下的技術內容：