[發明專利]一種基于芳香四吡唑的氫鍵有機網格材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110458302.3
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113201142A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 童金;趙利榮;崔波;于澍燕
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;B01J20/26;B01J20/30
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 盛大文

本發明提供一種基于芳香四吡唑的氫鍵有機網絡材料及其制備方法和應用，所述氫鍵有機網絡材料的分子式為(C₂₈H₁₈N₈)_n，以有機配體1,3,6,8?四(1H?吡唑?4?基)芘為結構單元，所述有機配體為式(I)所示結構。本發明選用1,3,6,8?四(1H?吡唑?4?基)芘作為有機配體，其中的吡唑基是氫鍵的給體和受體，可與相鄰的四個有機配體分子通過氫鍵[N?H…H]模式進行配位，形成穩定的氫鍵有機骨架結構。本發明的氫鍵有機網絡材料，作為碘吸附及移除化合物在氣相、水體系以及有機溶劑體系中對碘表現出一定的吸附能力。

技術領域

本發明涉及超分子化學領域，尤其涉及一種基于芳香四吡唑的氫鍵有機網格材料及其制備方法和應用。

背景技術

吡唑類化合物是氮雜環結構的化合物，因其NH和N的組成使吡唑類化合物具有特殊的反應活性位點，既可以通過金屬-有機配位形成結構復雜新穎的金屬有機化合物，也可通過N-H...N氫鍵作用形成具有一定納米尺寸的有機網格結構。由有機部分通過氫鍵構成的氫鍵骨架代表了新興的一類吸引人的多孔晶體材料。該類材料表現出各種優點，例如溶液加工性，高結晶結構，可回收性，易于純化等。但是由于氫鍵的柔韌性弱通常會使氫鍵骨架結構易損且難以保持永久孔隙率，這極大地阻礙了氫鍵骨架的制備。

碘作為人體必須的微量元素，在人體內的水平，不能過少也不能過多，必需穩定在一定的范圍內，即適宜濃度范圍。人們常常因攝取過量的碘而引起地甲病。缺乏或過量都患甲狀腺腫癥，可致死量為 2～3克，慢性中毒呈現鼻炎、皮疹、失眠和精神異常等。碘污染是指碘及其化合物在一定的環境富集而產生的污染。自然界碘呈化合物、碘酸鹽或有機碘化物的形式存在，含量不等。所以碘的高效捕獲具有重要意義。而基于吡唑基團的氫鍵有機框架結構是新興的多孔有機材料，具有令人著迷的結構特征，并在碘捕獲領域具有潛在的應用前景。

發明內容

針對本領域存在的不足之處，本發明提出一種基于芳香四吡唑的氫鍵有機網格材料。該氫鍵有機網格材料作為碘的吸附體，具有靈敏度高、操作簡單、響應快等優點。

本發明的另一目的是提出所述氫鍵有機網格材料的制備方法。

本發明的又一目的是提出所述氫鍵有機網格材料的應用。

實現本發明目的技術方案為：

一種基于芳香四吡唑的氫鍵有機網格材料，分子式為(C₂₈H₁₈N₈)_n，以有機配體1,3,6,8-四(1H-吡唑-4-基)芘為結構單元，所述有機配體的結構式為：

其中，所述氫鍵有機網格材料通過有機配體的四個吡唑基分別與相鄰的有機配體以單齒氫鍵[N-H...N]模式構成無限結構。

所述氫鍵有機網格材料的晶體結構為正交晶系，Pna21空間群，晶胞參數為a＝20.7995，b＝7.0754，c＝22.4471，α＝β＝γ＝90°，V＝3303.4。

所述氫鍵有機網格材料的制備方法，由有機配體1,3,6,8-四(1H- 吡唑-4-基)芘構筑而成，具體包括以下步驟：

(1)將有機配體1,3,6,8-四(1H-吡唑-4-基)芘溶于有機溶劑，配制為混合液；

(2)將異丙醚加入至混合液中，在室溫下靜置揮發1-2周后得到所述氫鍵有機網格材料。

更優選地，步驟(1)中，所述將有機配體1,3,6,8-四(1H-吡唑-4- 基)芘溶于有機溶劑，配制為澄清的飽和溶液。

其中，所述有機溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜中的一種或幾種。