[發明專利]一種鎘配位聚合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310644739.1
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103588799A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 卜顯和;張大帥;常澤;軒志宏;章迎輝;胡同亮
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C07F3/08
• 分類號: C07F3/08;C09K11/06
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

?本發明涉及金屬-有機配位聚合物材料，特別是一種鎘配位聚合物及其制備方法和應用。

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，參見：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晶體材料具有很大的挑戰性，特別是具有較好的發光性能的材料。這是因為這類聚合物材料對于配體及金屬的選擇有嚴格的限制并且要求其有很好的穩定性。有一種方法是以配位聚合物的骨架為“主體”，利用其內部的孔穴來包夾具有特定性能的客體分子，使配合骨架與客體分子之間的產生“主客體”相互作用，進而達到調控配合物的穩定性及對發光性能的目的。迄今為止，此類具有“主客體”相互作用調控的發光性能的材料的文獻報道還相對較少，參見：Wang,?P.;?Ma,?J.-P.;?Dong,?Y.-B.;?Huang,?R.-Q.?J.?Am.?Chem.?Soc.2007,?129,?10620.；Chang,?Z.;?Zhang,?A.-S.;?Hu,?T.-L.;?Bu,?X.-H.?Cryst.?Growth?Des.2009,?9,?4840.；He,?J.;?Zeller,?M.;?Hunter,?A.?D.;?Xu,?Z.?J.?Am.?Chem.?Soc.2011,?134,?1553.等。這類材料的合成與探索，特別是深入的理解和研究該類配位聚合物中的特殊的“主客體”相互作用，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

本發明的目的在于針對上述技術分析和存在問題，提供一種鎘配位聚合物及其制備方法和應用，該鎘配位聚合物的配位骨架具有較高的熱穩定性和水穩定性，可通過包夾具有不同功能的客體分子來實現對其發光性能的調控，可作為潛在的能量轉化器及固體發光材料，在材料科學領域具有良好的應用前景。

本發明的技術方案：

一種鎘配位聚合物，化學式為C₆₀H₃₆Cd₃N₁₂O₁₇，以2,4,6-三(4-吡啶基)三嗪（tpt）為主配體，對苯二甲酸（PTA）為輔助配體，溶劑為N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、乙醇和水的混合液，主配體2,4,6-三(4-吡啶基)三嗪（tpt）與金屬鎘離子形成一種（6，3）層，層與層之間由對苯二甲酸（PTA）輔助配體連接，形成一個三維“層-柱”骨架，骨架之間相互穿插，最終形成了一種（3，4）連接的具有內部封閉孔穴的三重互穿的三維“tfz”拓撲網絡結構，孔隙率為42%；鎘配位聚合物晶體屬于三方晶系，空間群均為P-3c1，晶胞參數分別為：a?=?26.578(4)??,?b?=?26.578(4)??,?c?=?21.314(4)??,?α?=?β?=?90^o,?γ?=?120^o；紅外吸收峰為3427?cm^–1、1568?cm^–1、1516?cm^–1、1406?cm^–1、1058?cm^–1、1014?cm^–1、?800?cm^–1、744?cm^–1；配位骨架的分解溫度為350?^oC。

一種所述鎘配位聚合物的制備方法，包括以下步驟：

1）將有機配體2,4,6-三(4-吡啶基)三嗪（tpt）、對苯二甲酸（PTA）和硝酸鎘加入到N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、乙醇和水的混合溶劑中并混合均勻；