[發明專利]一種具有多羧酸超高親水性的多孔材料

在審

• 申請號: 202110242759.0
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113150294A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 邸多隆;黃冬冬;劉建飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C07K5/037;C07K1/14
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 張中南

本發明提供一種具有游離羧基和雙金屬中心的金屬有機骨架材料及其合成方法，并可用于從水溶液中富集谷胱甘肽。本發明的多孔材料的合成方法成本低廉，合成工藝簡單，合成的具有游離羧酸MOF材料熱穩定性良好。本發明通過調節二元配體和金屬鹽的比例，控制所得MOF材料的吸附性能和親水性；為改性MOF材料提供了新的途徑，所生產的MOF材料具有優異的親水性和突出的肽富集能力。同時，我們還系統地研究了反應溫度，金屬鹽比例，二羧酸配體比例，溶液pH，接觸時間和接觸濃度對谷胱甘肽富集的影響。本發明合成工藝簡單，反應條件溫和，合成成本低，產物的產率高。

技術領域

本發明屬于無機配合物材料合成技術領域，具體涉及一種具有多羧酸超高親水性的多孔材料，即一種具有游離羧基和雙金屬中心(MIL～53(Fe，Al)～ COOH)的雙金屬基金屬有機骨架(MOF)。

背景技術

金屬有機骨架(MOF)是一種完美的富集材料，已廣泛用于包括CH₄的能量氣體和H₂氣體的吸附、分離、催化。MOF具有許多獨特的優點，例如孔徑可調，表面積大，易于合成以及可以根據特殊需要進行功能化調整等。

迄今為止，已有許多關于親水性MOF用于酶固定化、磷酸肽富集，以及低豐度肽富集。親水性MOF也已用于富集糖肽，并在肽富集中起著重要作用。研究表明，MOF捕獲肽可歸因為親水相互作用。因此，MOF中修飾的親水基團可以在肽的富集中起關鍵作用。

申請人在研究中發現，羧基是MOF中最常見的親水基團。然而，羧基會與金屬離子配位形成MOF結構，這導致MOF缺乏游離羧基和較差的親水性。因此，有必要開發具有更好游離羧基的MOF，以改善其親水性并實現更高的肽富集效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，而提供一種具有游離羧基和雙金屬中心(MIL～53(Fe，Al)～COOH)的金屬有機骨架材料(MOF 材料)及其合成方法，并可用于從水溶液中富集谷胱甘肽。本發明的多孔材料的合成方法成本低廉，合成工藝簡單，合成的具有游離羧酸MOF材料熱穩定性良好。

本發明所提供的具有多羧酸超高親水性的多孔材料，其制備方法包括以下步驟：

1)先將苯二甲酸BDC和均苯三甲酸H₃BTC混合均勻，室溫下進行超聲處理從而進行溶解得到混合物I；然后將無水氯化鐵FeCl₃、硝酸鋁Al(NO₃)₃·9H₂O、超純水和N,N～二甲基甲酰胺DMF混合均勻，得到混合物II；

其中所述的BDC和H₃BTC的摩爾比為0:5～5:0，優選為1：1；

所述的Al(NO₃)₃·9H₂O和無水FeCl₃的摩爾比為0:5～5:0，優選為3：2；

所述的超純水，其添加量為Al(NO₃)₃·9H₂O和無水FeCl₃總重的5～10％。

所述的DMF，其添加量為Al(NO₃)₃·9H₂O和無水FeCl₃總重的10％～25％；

2)將混合物I和混合物II混合均勻后在80～120℃、100～200rpm的條件下攪拌反應12～24h；反應結束后冷卻至室溫，過濾得到固體產物后，先后用乙醇和超純水洗滌得到固體產物；

其中所述的BDC和H₃BTC的摩爾總量與Al(NO₃)₃·9H₂O和無水FeCl₃中鋁鐵的摩爾總量的比值為1:1～1：9，優選為1:1；