[發明專利]一種離子型氫鍵有機框架材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011453319.1
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112552524B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 曹麗慧;楊妍;徐小倩;白向田;趙芳
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;H01M8/1032
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張海平

1.一種離子型氫鍵有機框架材料，其特征在于，該離子型氫鍵有機框架材料的化學式為：{TPE-SO₃H·2(DBD)·2(DMF)·4(H₂O)}_n，其中，n為正整數，TPE-SO₃H為1,1,2,2-四磺酸苯基乙烯，DBD為(C₅NH₄NH₂)₂²⁺，DMF為N,N'-二甲基甲酰胺。

2.根據權利要求1所述的一種離子型氫鍵有機框架材料，其特征在于，所述離子型氫鍵有機框架材料的結構單元屬于三斜晶系，空間群為Pī，分子式為C₅₂H₆₂N₁₀O₁₈S₄，晶胞參數：α＝102.789°，β＝99.968°，γ＝112.169°，

3.根據權利要求1所述的一種離子型氫鍵有機框架材料，其特征在于，所述離子型氫鍵有機框架材料由多個重復單元聚合而成，每個重復單元包含四個水分子和兩個DMF分子、兩個DBD分子及一個TPE-SO₃H分子。

4.根據權利要求3所述的一種離子型氫鍵有機框架材料，其特征在于，DBD分子上的氨基，TPE-SO₃H分子上的磺酸基以及水分子形成一維的氫鍵網絡。

5.根據權利要求1所述的一種離子型氫鍵有機框架材料，其特征在于，所述離子型氫鍵有機框架材料為多孔材料，熱穩定的溫度達到330℃。

6.根據權利要求1所述的一種離子型氫鍵有機框架材料，其特征在于，所述離子型氫鍵有機框架材料在98％濕度和100℃時的最大阻抗值在15Ω，導電率為4.6×10^-3S/cm²，E_a＝0.61eV。

7.權利要求1～6任意一項所述的離子型氫鍵有機框架材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將TPE-SO₃H配體和DBD配體按照1:1～2的摩爾比例溶解在水和DMF的混合溶液中，得到反應液；其中，水和DMF的摩爾比為1:1～2；

2)將步驟1)得到的反應液在室溫下靜置，得到黃色塊狀晶體，自然干燥，得到離子型氫鍵有機框架材料。

8.根據權利要求7所述的離子型氫鍵有機框架材料的制備方法，其特征在于，TPE-SO₃H配體的制備方法為：將1,1,2,2-四苯乙烯加入到濃硫酸中，在115℃下反應4小時，之后用冷水進行猝滅，得到混合液；然后將乙酸乙酯加入混合液中，攪拌、過濾、洗滌、干燥，得到TPE-SO₃H配體粉末。

9.權利要求1～6任意一項所述的離子型氫鍵有機框架材料作為質子導電材料的應用。