[發明專利]一種基于IRMOF-3功能材料的修飾與制備方法

無效

• 申請號: 201310207029.2
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104164228A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 韓磊;秦蘭;劉松林;余磊;閆曉志
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于材料化學技術領域，具體涉及一種主客體復合材料的制備與性能表征。

背景技術

近年來，metal-organic?frameworks(MOFs)材料因其具有的高熱穩定性，高比表面積和大的孔洞率而備受各國科學家的關注。用傳統方法(比如水熱、擴散、揮發等)合成的MOFs材料越來越不能滿足人們對材料的苛刻要求。將有特殊功能的客體分子和大孔洞材料復合在一起得到多功能的材料是科學家的夢想。Yaghi’s合成的isoreticular?metal-organic?framework-3(IRMOF-3)是由金屬鋅和2-胺基-1，4-苯二甲酸在N，N’-二甲基甲酰胺中合成的孔洞直徑為9.7的功能材料。IRMOF-3結構中的胺基沒有配位，又因為其高的孔洞率而成為科學家制備多功能材料的載體。

2000年，Kimoon?Kim等人報道了第一例對純手性MOF材料POST-1的修飾，通過引入碘甲烷和碘己烷跟POST-1中未配位的吡啶基進行配位，從而實現了對金屬絡合物的對映選擇。受這個思想的啟發，Zhenqiang?Wang?and?Seth?M.Cohen對IRMOR-3進行了一系列的修飾，從而得到了新的MOFs材料，實現了單晶到單晶的轉變。因為IRMOF-3結構中的胺基沒有配位，Seth?M.Cohen課題組通過在胺基上發生酰化反應引入新的基團，從而得到新的結構。2007年，Seth?M.Cohen報道了二種方法對IRMOR-3進行修飾，第一種是直接引入乙酸酐讓其與胺基發生酰化反應，第二種是先引入巴豆酸酐，然后再引入溴，通過一系列的性能測試，表征成功修飾了MOF材料。2008年，Seth?M.Cohen課題組用10種支鏈烷基酸酐(O(CO(CH₂)_nCH₃)₂(n＝1to18)對IRMOR-3進行了修飾，成功得到了烷基鏈逐漸伸長的高熱穩定性，且具有特殊性能的新MOFs材料，為新材料的合成開辟了新的道路。2009年，Seth?M.Cohen課題組將12種環酸酐引入到IRMOF-3中，通過酰化反應分別得到了帶有羧基的，手性的新型MOFs，更值得一提的是，他們將兩種酸酐同時引入了IRMOF-3結構中。

發明內容

受上述材料啟發，本發明要將二茂鐵醛引入IRMOR-3結構中，使醛基和胺基發生親核加成生成亞胺，得到新的IRMOF-3@FeCHO結構，本發明旨要提供一種反應條件溫和，制備過程簡單，成本低廉，同時又能很好地表征主客體結合在一起的方法。

本發明采用的技術方案包括以下步驟：

(1)將制備的IRMOF-3功能材料浸泡住適量的二氯甲烷中三天，在這三天里每天都要換一次二氯甲烷，以保證二氯甲烷與材料中的溶劑進行充分的交換；

(2)將1-10mg二茂鐵醛(FeCHO)放入1-10mg用二氯甲烷充分浸泡的IRMOF-3的10ml二氯甲烷燒杯溶液中，靜靜放置7天；

(3)7天后將上述燒杯放入真空干燥箱中減壓干燥一晚上以除去附在表明的客體分子后發現：IRMOF-3由原來的琥珀色變為黑色。

(4)對上述材料進行元素分析和熱重，熒光，PXRD性能表征發現：

IRMOF-3的元素分析：C.35.42，H.1.85，N.5.17，O.25.58；

IRMOF-3@FeCHO的元素分忻：C.26.55，H.1.25，N.2.94，O.17.80

約有2.87個二茂鐵醛分子進入IRMOF-3孔洞材料中。

與現有技術相比，本發明的優點在于：找到了一種新的合成MOFs的方法，合成選用的預處理溶劑二氯甲烷對人體健康無傷害，處理條件溫和，表征方法簡單，易操作，測試設備簡單。

附圖說明

圖1為IRMOF-3與IRMOF-3@FeCHO的熱重與PXRD性能表征。

圖2為IRMOF-3與IRMOF-3@FeCHO的熒光性能表征。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步詳細描述。