[發明專利]具有高穩定性介孔金屬-有機骨架材料的制備方法與應用

無效

• 申請號: 201410106072.4
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103864607A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 杜淼
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: C07C65/21
• 分類號: C07C65/21;C07C51/41;B01J20/22;B01D53/02
• 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

本發明涉及一種具有高熱穩定性和高化學穩定性的介孔金屬-有機骨架材料及其制備方法與應用，所述的金屬-有機骨架材料具有介孔尺度的高規則一維開放式孔道，孔道尺寸為32.3?×?32.3??²。該材料對氮氣、氧氣、氬氣和二氧化碳均具有非常高的吸附能力，有望在氣體吸附與存儲方面得到進一步的應用。

背景技術

多孔金屬-有機骨架（Metal-Organic?Frameworks，MOFs）作為一種新型分子基功能材料，具有傳統純無機（如沸石和分子篩）和純有機（如活性炭）多孔材料都無法比擬的結構可控性和功能可修飾性等特點（F.?Schüth,?K.?S.?W.?Sing?and?J.?Weitkamp,?Handbook?of?porous?solids,?ed.?Wiley-VCH,?Weinheim,?Germany,?2002）。通過配體的設計修飾和不同金屬離子的引入，所合成的目標金屬-有機骨架材料可能具有氣體吸附存儲、分離、催化、手性拆分以及藥物傳輸等多種功能，使其展現出了巨大的應用前景（H.?Furukawa,?K.?E.?Cordova,?M.?O’Keeffe?and?O.?M.?Yaghi,?Science,?2013,?341,?1230444）。

目前所報道的多孔金屬-有機骨架材料多集中在微孔（Microporous）區域（孔徑?<?2?nm），而介孔金屬-有機骨架（Mesoporous?Metal-Organic?Frameworks，mesoMOFs；孔徑在2–50?nm之間）的報道則非常少（W.?Xuan,?C.?Zhu,?Y.?Liu?and?Y.?Cui,?Chem.?Soc.?Rev.,?2012,?41,?167;?L.?Song,?J.?Zhang,?L.?Sun,?F.?Xu,?F.?Li,?H.?Zhang,?X.?Si,?C.?Jiao,?Z.?Li,?S.?Liu,?Y.?Liu,?H.?Zhou,?D.?Sun,?Y.?Du,?Z.?Cao?and?Z.?Gabelica,?Energy?Environ.?Sci.,?2012,?5,?7508;?Q.?R.?Fang,?H.?C.?Zhou,?T.?A.?Makal?and?M.?D.?Young,?Comments?Inorg.?Chem.,?2010,?31,?165）。根據孔道的形狀，介孔金屬-有機骨架材料一般可分為籠型和通道型（M.?Eddaoudi,?J.?Kim,?N.?Rosi,?D.?Vodak,?J.?Wachter,?M.?O’Keeffe?and?O.?M.?Yaghi,?Science,?2002,?295,?469;?X.-S.?Wang,?S.?Ma,?D.?Sun,?S.?Parkin?and?H.-C.?Zhou,?J.?Am.?Chem.?Soc.,?2006,?128,?16474）。籠型介孔金屬-有機骨架最為常見，而在通道型的介孔金屬-有機骨架中，絕大部分又是三維開放通道結構。具有真正一維開放通道的介孔金屬-有機骨架則非常罕見，到目前為止僅有兩例文獻報道（Q.-R.?Fang,?G.-S.?Zhu,?Z.?Jin,?Y.-Y.?Ji,?J.-W.?Ye,M.?Xue,?H.?Yang,?Y.?Wang?and?S.-L.?Qiu,?Angew.?Chem.,?Int.?Ed.,?2007,?46,?6638;?H.?Deng,?S.?Grunder,?K.?E.?Cordova,?C.?Valente,?H.?Furukawa,?M.?Hmadeh,?F.?Gándara,?A.?C.?Whalley,?Z.?Liu,?S.?Asahina,?H.?Kazumori,?M.?O’Keeffe,?O.?Terasaki,?J.?F.?Stoddart?and?O.?M.?Yaghi,?Science,?2012,?336,?1018）。