[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于吡唑環(huán)的配位聚合物及其合成方法和應(yīng)用、吸附劑

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911304600.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110938212B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何軍;邱小康;張虎;曾琪;冼萬(wàn)如
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G83/00
• 分類(lèi)號(hào): C08G83/00;B01J20/22;B01J20/28;B01J20/30;B01D53/02
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 許慶勝

本申請(qǐng)屬于金屬有機(jī)框架材料的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于吡唑環(huán)的配位聚合物及其合成方法和應(yīng)用、吸附劑。本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于吡唑環(huán)的配位聚合物，配位聚合物的分子式為C₁₁H₁₄N₅Cu；其中，配位聚合物的晶胞參數(shù)為：α＝β＝γ＝90°，單胞體積為本申請(qǐng)的目的在于提供一種具有高度的結(jié)晶性，結(jié)構(gòu)易表征，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性的基于吡唑環(huán)的配位聚合物，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于吡唑環(huán)的配位聚合物及其合成方法，用于解決現(xiàn)有的合成方法得到的配位聚合物普遍存在結(jié)晶度低，熱穩(wěn)定性差，結(jié)構(gòu)表征困難的技術(shù)缺陷。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于金屬有機(jī)框架材料的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于吡唑環(huán)的配位聚合物及其合成方法和應(yīng)用、吸附劑。

背景技術(shù)

配位聚合物(coordination polymers)或金屬-有機(jī)框架(Metal-OrganicFrameworks，簡(jiǎn)稱MOFs)，是指利用金屬離子與有機(jī)橋聯(lián)配體通過(guò)配位鍵合作用而形成的一類(lèi)具有一維、二維或三維無(wú)限網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的配位化合物。MOFs具有大的比表面積和孔隙率以及小的固體密度，在磁性、熒光、非線性光學(xué)、吸附、分離、催化和儲(chǔ)氫等諸多方面顯示出其獨(dú)特的物理及化學(xué)性能和潛在的巨大應(yīng)用價(jià)值，已成為新材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與前沿。

金屬有機(jī)框架材料的設(shè)計(jì)合成不僅需要正確選擇出構(gòu)筑基元，還需要控制構(gòu)筑基元間的相互作用，以實(shí)現(xiàn)分子的定向排列和組裝。然而，采用現(xiàn)有的合成方法得到的配位聚合物普遍存在結(jié)晶度低，熱穩(wěn)定性差，結(jié)構(gòu)表征困難的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請(qǐng)的目的在于提供一種基于吡唑環(huán)的配位聚合物及其合成方法，本申請(qǐng)的配位聚合物具有高度的結(jié)晶性，結(jié)構(gòu)易表征，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。

本申請(qǐng)第一方面提供了一種基于吡唑環(huán)的配位聚合物，所述配位聚合物的分子式為C₁₁H₁₄N₅Cu；其中，所述配位聚合物的晶胞參數(shù)為：α＝β＝γ＝90°，單胞體積為

需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)?zhí)峁┑呐湮痪酆衔锏木偷目臻g群為Ima2，晶系為Orthorhombic。

需要說(shuō)明的是，本申請(qǐng)?zhí)峁┑呐湮痪酆衔锏募t外分析數(shù)據(jù)為3300(s)，3090(m)，2925(m)，2080(s)，1717(w)，1617(w)，1568(w)，1534(m)，1422(m)，1371(w)，1299(w)，1256(w)，1218(w)，1170(w)，1028(s)，794(w)，666(m)，587(m)，530(w)。

作為優(yōu)選，所述配位聚合物的孔徑為

本申請(qǐng)第二方面提供了所述的基于吡唑環(huán)的配位聚合物的合成方法，包括：將3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二吡唑、銅鹽與有機(jī)溶劑混合進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，得到基于吡唑環(huán)的配位聚合物。

作為優(yōu)選，所述銅鹽選自CuCN。

優(yōu)選的，所述銅鹽選自CuCN，需要說(shuō)明的是，氰化亞銅作為氰化物家族的一員，可以與有機(jī)配體進(jìn)行配位，形成結(jié)構(gòu)多樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二吡唑(又稱為聯(lián)吡唑)配體的吡唑環(huán)之間存在一定的扭角，具有一定的柔性，而且配體兩端既有氫鍵的受體原子(N)，又有氫鍵的給體基團(tuán)(N-H)，配位點(diǎn)多且體系容易形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)。另外，吡唑類(lèi)配體既可以作為中性配體，又可以去掉質(zhì)子，作為陰離子配體，為結(jié)構(gòu)的多樣化創(chuàng)造了條件，本申請(qǐng)發(fā)現(xiàn)利用3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二吡唑和銅鹽可以制得具有孔道的，結(jié)晶性高的，主體框架穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性優(yōu)異的配位聚合物。

作為優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑選自乙腈、乙腈和水的混合液、乙腈和乙醇的混合液或乙腈和甲醇的混合液。

更為優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑選自乙腈和甲醇的混合液，乙腈和甲醇的混合液能提高基于吡唑環(huán)的配位聚合物產(chǎn)物的產(chǎn)率和結(jié)晶性。