[發(fā)明專利]一種以金屬鋅為中心體的有機(jī)配合物及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310423820.7
• 申請(qǐng)日: 2013-09-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103483394A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李妍;孟潔;郭超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F19/00
• 分類號(hào): C07F19/00;B01J20/22;B01J20/30
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

關(guān)于資助研究和開(kāi)發(fā)的聲明

??本發(fā)明得到天津自然科學(xué)基金（12JCZDJC21700）和天津師范大學(xué)“大創(chuàng)計(jì)劃”項(xiàng)目（201210065024）的資助。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及均苯四甲酸連接金屬離子鋅、鈉的金屬有機(jī)配合物和它的制備方法，以及均苯四甲酸連接金屬離子鋅、鈉的金屬有機(jī)配合物在吸附混合多環(huán)芳烴中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

金屬有機(jī)骨架材料（MOF）是一種無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化微孔晶體材料，由金屬離子和有機(jī)化合物通過(guò)配位作用組合而成，不同金屬離子和不同有機(jī)化合物能夠形成多種多樣的MOF材料，并具有不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和孔隙度。由于MOF具有多變結(jié)構(gòu)和永久性納米孔、大的比表面積和良好的熱穩(wěn)定性等性質(zhì)，所以MOF在儲(chǔ)氫、催化等方面有廣闊的應(yīng)用前景。

MOF多樣化的結(jié)構(gòu)和特殊的性質(zhì)使其在分析化學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。MOF不僅可以有效地用于樣品采集、預(yù)處理和萃取，還能大大提高氣相、液相色譜的選擇性和靈敏度。比如用MOF-5填充石英管，進(jìn)行原位取樣，富集檢測(cè)大氣中的甲醛，這種方法不僅能將取樣和預(yù)處理步驟同時(shí)進(jìn)行，并且吸附效果好、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；還有將銅-異煙酸配合物填充的固相萃取微柱與液相色譜聯(lián)用，該方法可以檢測(cè)水樣中的痕量的多環(huán)芳烴，解決實(shí)際環(huán)境分析檢驗(yàn)的難題。在這之后，通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)MOF具有很好的吸附和分離能力，研究人員又嘗試將MOF作為涂料填涂在毛細(xì)管柱上作為固定相，有效的分離沸點(diǎn)十分相近的物質(zhì)，比如二甲苯異構(gòu)體，該方法分離速度快，理論塔板數(shù)高，提高了色譜分離能力。正是由于MOF具有特殊的性質(zhì)，比如多樣的結(jié)構(gòu)、孔隙度和高比表面積值，因而MOF的分析應(yīng)用已經(jīng)覆蓋了絕大多數(shù)重要的現(xiàn)代分析化學(xué)領(lǐng)域，提高了環(huán)境污染物或生物分子檢測(cè)靈敏度和選擇性。

現(xiàn)在關(guān)于MOF的合成方法有很多，最常用的有兩種，第一類為常規(guī)溶液反應(yīng)法，這類方法是最常用和最簡(jiǎn)便的方法，即將金屬鹽和配體放在適當(dāng)?shù)娜軇┲校ㄟ^(guò)它們?cè)谌芤褐邢嗷プ饔茫玫侥繕?biāo)產(chǎn)物。但是這種方法由于均在室溫（25?C）下進(jìn)行，所以不能使它們充分作用，得不到好的晶體結(jié)構(gòu)，并且產(chǎn)率較低；第二類方法為水熱法，它是一種制備金屬配合物的優(yōu)秀方法，在這種條件下水的粘度會(huì)減小，擴(kuò)散過(guò)程增大，從而有利于反應(yīng)物逐漸作用，有利于晶體的生長(zhǎng)。并且在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，溫度越高，得到的晶體形貌更加復(fù)雜和多樣；而且在同等溫度下，濃度越低得到的晶形會(huì)越好。

本發(fā)明中發(fā)表的[ZnNa₂（C₁₀H₄O₈）₂（H₂O）₁₀]在水熱條件下合成，得到晶形好顆粒大的晶體結(jié)構(gòu)，并且具有很好的重現(xiàn)性。同時(shí)，它在分析上也有很大的應(yīng)用前景。我們以[ZnNa₂（C₁₀H₄O₈）₂（H₂O）₁₀]作為吸附劑，對(duì)混合多環(huán)芳烴進(jìn)行靜態(tài)吸附，因?yàn)樗泻芎玫奈叫Ч蚨覀兘窈髸?huì)將其填入氣相色譜柱中，作為固定相，用于分離沸點(diǎn)相近結(jié)構(gòu)相似的混合多環(huán)芳烴，達(dá)到分離度高、分析時(shí)間縮短的目的。由于多環(huán)芳烴是一組重要的污染物，具有強(qiáng)致突變和致癌作用，它們水溶性差，在水中含量低，檢測(cè)非常困難，所以將MOF應(yīng)用到檢測(cè)多環(huán)芳烴上具有重要的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡(jiǎn)便、產(chǎn)率高以及重現(xiàn)性好的MOF合成方法。本發(fā)明還涉及到了配合物作為吸附劑在對(duì)環(huán)境污染物多環(huán)芳烴吸附方面的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開(kāi)如下的技術(shù)方案：

具有下述化學(xué)通式的金屬有機(jī)配合物：

?[ZnNa₂（C₁₀H₄O₈）₂（H₂O）₁₀]；

本發(fā)明所述的金屬有機(jī)配合物晶體的晶胞參數(shù)為一維晶體，具有如圖1所示的晶體結(jié)構(gòu)；具有如圖2所示的熱重分析圖；具有如圖3所示的紅外譜圖；具有如圖4所示的核磁共振氫譜圖。

本發(fā)明所述金屬有機(jī)配合物的晶體，其晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

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