[發明專利]具有結構形變記憶能力的微孔自組裝材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310273700.3
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103396424A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 凌云;楊飛龍;劉小鋒;周亞明;陳珍霞;翁林紅
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C07F3/06
• 分類號: C07F3/06
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

1.一種具有結構可逆形變記憶能力的微孔自組裝材料，其特征在于：是以聯苯四羧酸和三氮唑作為有機連接單元，以金屬鋅離子為中心，通過分子自組裝構成的具有三維網絡結構、一維菱形直通孔道的微孔材料，其分子式是?[Zn₂(bpdc)(tz)](HA)?G；其中：Zn表示二價金屬鋅離子，bpdc表示脫質子的聯苯四羧酸，tz表示脫質子的三氮唑，HA表示帶正電荷的客體分子：氫離子或質子化的甲胺或二甲胺；G表示填充在孔道中的客體分子：水分子和N,N’-二甲基甲酰胺或N,N’-二甲基乙酰胺或N,N’-二乙基甲酰胺。

2.根據權利要求1所述的具有結構可逆形變記憶能力的微孔自組裝材料，其特征在于：該微孔材料結晶于單斜晶系，C2/m空間群，特征X-射線粉末衍射數據與所用X-射線波長無關的面間距d[?]再現的衍射數據是：

。

3.根據權利要求1所述的具有結構可逆形變記憶能力的微孔自組裝材料，其特征在于：形變后微孔材料的結構屬于單斜晶系，P2₁/c或Pc空間群，特征X-射線粉末衍射數據與所用X-射線波長無關的面間距d[?]再現的衍射數據是：

。

4.根據權利要求1所述的具有結構可逆形變記憶能力的微孔自組裝材料，其特征在于：該自組裝微孔材料的孔道是菱形孔道，構筑孔道的四根軸是由金屬離子與羧酸根和三氮唑構成，即金屬鋅離子與羧酸根構成的車輻式二級結構單元，以及金屬鋅離子與三氮唑組成的雙核二級結構單元，交替連接形成一維鏈狀結構；聯苯四羧酸周期性地與一維鏈狀結構相互連接，構成菱形孔道。

5.根據權利要求1所述的具有結構可逆形變記憶能力的微孔自組裝材料，其特征在于：該微孔材料隨著溫度的升高，結構發生轉變，微孔孔道閉合，當90?°C時完全轉化為?[Zn₂(bptc)(tz)(H₂O)_0.5](HA)?G?形變結構狀態；將該形變結構狀態的材料置于極性溶劑：N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N,N’-二乙基甲酰胺中的一種或幾種混合溶劑中?恢復到初始結構狀態。

6.如權利要求1所述的具有結構可逆形變記憶能力的微孔自組裝材料的制備方法，其特征在于具體步驟為：將等摩爾量的聯苯四羧酸和三氮唑有機連接單元溶解于N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N,N’-二乙基甲酰胺的一種或幾種混合溶劑中，室溫攪拌10?~?50?分鐘，得到均勻的溶液；然后將溶液與含有1?~?3倍摩爾當量的鋅鹽的N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N,N’-二乙基甲酰胺的一種或幾種混合溶液混合，室溫攪拌10?~?50?分鐘，得到均勻的混合溶液；然后將該混合溶液升溫到60?~?200?攝氏度，反應8?~120?小時；自然冷卻至室溫，得到均一晶形的固體產物，過濾，洗滌，干燥，即得到該自組裝微孔材料。