[發明專利]一種以四核鈷為節點的框架配位材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710507250.8
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN107226913B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 余凡;熊芯;李艾華;胡思前;劉繼延
• 申請（專利權）人: 江漢大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 王虹

本發明公開了一種以四核鈷為節點的框架配位材料及其制備方法，制備方法包括如下步驟：1)配制反應液：將4?(二?N,N?苯甲酸甲基)氨基苯甲酸與鈷鹽加入溶劑中，常溫條件下充分攪拌溶解，得到反應液；2)結晶反應：將步驟1)所得的反應液置于溫度為75～95℃的烘箱中反應20?28小時后降溫，得到塊狀紫色晶體，再依次進行過濾、洗滌處理，即得以四核鈷為節點的框架配位材料。

技術領域

本發明涉及過渡金屬框架配位材料技術領域，具體地指一種以四核鈷為節點的框架配位材料及其制備方法。

背景技術

功能配位材料由于其多樣化的結構-性能間的構效關系受到諸多材料科學工作者的青睞和關注。其中，金屬有機框架材料憑借其優異的微孔結構特征受到廣泛的關注與研究。金屬-有機配位網絡材料,由于其具有豐富的空間拓撲結構,及獨特的催化性能、手性、導電性、發光性、磁性、非線性光學性能等引起了科研工作者的廣泛關注與研究。相對于傳統多孔材料例如沸石或活性炭,微孔配位材料可以通過調控構建結構進而得到吸附性能優異的孔洞,即允許合理的孔洞結構設計及合成，而這也是傳統沸石型吸附材料所不具有的優點。

金屬有機框架的構成分為金屬節點和有機橋連配體。而近十年研究充分表明，構筑配位網絡材料時通常要考慮配體的幾何構型和金屬離子的配位構型傾向性。有機橋連配體多為羧酸類配體，而金屬節點往往為單金屬節點或金屬簇節點。目前報道的常見的金屬簇節點為雙核螺旋槳型和四核正四面體型金屬節點。而四核正四面體型金屬節點往往為四核鋅節點，其四面體的六個邊被四個syn-syn橋連的羧基基團占據，依次連接方式該四面體型金屬節點可作為正八面體連接方式在三維空間進行拓展，比如經典的MOF-5中即為此四核鋅節點。由于其它過渡金屬離子四配位模式較難固定，因此，除鋅之外，其余種類的過渡金屬四核節點非常少見。

因此，為進一步探討有機配體與金屬結點構筑微孔配位網絡的自組裝規律，摸索客體分子與配位材料主體框架間作用機理，豐富微孔配位網絡材料作為吸附材料的種類，需要開發出一種除鋅外其它過渡金屬離子(如鈷)四配位的金屬框架材料。

發明內容

本發明的目的就是要解決上述背景技術的不足，提供一種以四核鈷為節點的框架配位材料配位材料及其制備方法。

本發明的技術方案為：一種以四核鈷為節點的框架配位材料，其特征在于，所述以四核鈷為節點的框架配位材料以正四面體型四核鈷為二級構筑單元與配體進行配位L自組裝形成三維框架晶體結構，所述以四核鈷為節點的框架配位材料化學式為{Co₄O(L)₂(H₂L)₂}·8H₂O·8DMF，化學式中配體L為4-(二-N,N-苯甲酸甲基)氨基苯甲酸，DMF為N,N-二甲基甲酰胺；所述以四核鈷為節點的框架配位材料的分子結構式如(Ⅰ)所示：

其中n為≥1的整數。

優選的，所述以四核鈷為節點的框架配位材料的晶體結構參數如下：空間群為P4(2)/n，晶胞參數為α＝90°，β＝90°，γ＝90°，

本發明還提供一種上述以四核鈷為節點的框架配位材料的制備方法，包括如下步驟：

1)配制反應液：將4-(二-N,N-苯甲酸甲基)氨基苯甲酸與硝酸鈷加入溶劑中，常溫條件下充分攪拌溶解，得到反應液；

2)結晶反應：將步驟1)所得的反應液置于溫度為75～95℃的烘箱中反應20-28小時后降溫，得到塊狀紫色晶體，再依次進行過濾、洗滌處理，即得以四核鈷為節點的框架配位材料。

優選的，所述步驟1)中4-(二-N,N-苯甲酸甲基)氨基苯甲酸與硝酸鈷的摩爾比為1:1.8-2.2。

優選的，所述步驟1)中溶劑由N,N-二甲基甲酰胺DMF與水混合配制而成，所述N,N-二甲基甲酰胺與水的體積比為2:0.2-0.5。