[發明專利]一種用于活化氧氣分子的鈷基金屬有機框架催化劑的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202011376964.8
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112500580B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 段春迎;宋靖修;張鐵欣;史雨生;李莫塵
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J31/22;B01J35/00;C07B43/00;C07C249/02;C07C253/30;C07D217/24
• 代理公司: 大連星海專利事務所有限公司 21208
• 代理人: 王樹本;徐雪蓮

1.一種用于活化氧氣分子的鈷基金屬有機框架催化劑的制備方法，其特征在于：是以吡唑基配體H₂DPA與金屬鈷鹽中的Co²⁺作為節點，通過溶劑熱法制得鈷基金屬有機框架催化劑，其合成路線如下：

H₂DPA+Co²⁺→Co-DPA；

所述金屬鈷鹽選自氯化鈷或硝酸鈷中的一種；

所述吡唑基配體H₂DPA，分子式為C₂₀H₁₄N₄，具有如下(A)

分子結構式，

所述Co-DPA的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將高氯酸鋰、二氧化硅、蒽及N-溴代琥珀酰亞胺，按l：6～10：6～10：13～20的摩爾比加入250mL三口瓶中，而后向瓶中加入80～120mL二氯甲烷溶劑，在室溫下攪拌25～40min，再將所得的黃色混合物過濾，在分液漏斗中用去離子水對所得濾液清洗，最后用旋蒸儀旋蒸所得有機相濾液，得到黃色粉末9,10-二溴蒽；

步驟2、將步驟1制得的9,10-二溴蒽、碳酸銫、四(三苯基膦)鈀與4-吡唑硼酸頻哪醇酯，按1:5～8:0.1～0.2:3～5的摩爾比置于250mL三口燒瓶中，用N₂置換瓶中氣體氛圍三次，再將已經過脫氣處理的10～20mL DMF加入其中，在105～115℃的條件下反應50～80h，反應結束后，將反應混合物倒入1L的燒杯中，加入500～700mL水并持續攪拌15～25min，而后過濾得到淡黃色反應粗產物，再將淡黃色反應粗產物溶于四氫呋喃中，用柱層析分離，流動相采用體積比為1:1丙酮與正己烷的混合溶劑，得到黃色粉末，即吡唑基配體H₂DPA；

步驟3、將步驟2制得的吡唑基配體H₂DPA與CoCl₂·6H₂O或Co(NO₃)₂·6H₂O按1:4～5質量比加入到7mL的玻璃小瓶中，再加入2～4mL DEF與5～25μL乙酸，充分混合后攪拌均勻，首先將其放入水熱高壓釜中，然后再置于帶有控溫功能的烘箱中，經過8～12h的升溫，使溫度升至110～120℃，反應72～90h，最后經過8～12h降溫至25℃，得到紫色棒狀晶體，過濾后用DEF沖洗干凈，置于空氣中干燥，得到目標材料鈷基金屬有機框架催化劑Co-DPA。

2.根據權利要求1所述方法制備的鈷基金屬有機框架催化劑在光催化活化氧氣分子反應中的應用。