[發明專利]苯磺酸基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: 202210794791.4
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN115044057B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 曹麗慧;趙芳;白向田;楊妍;陳緒永
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;H01B1/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明屬于氫鍵有機框架材料領域，公開了一種苯磺酸基離子型氫鍵有機框架材料，化學式為：{L·(DBPy)·3(H₂O)}n，其中，n為正整數，L為7?氨基?1,3?萘二磺酸陰離子，化學式為{C₁₀H₇NO₆S₂}^2?；DBPy為1,1′?二氨基?4,4′?聯吡啶陽離子，化學式為{C₁₀H₁₂N₄}²⁺。結構單元屬于斜方晶系，空間群為Pna21，分子式為C₂₀H₂₅N₅O₉S₂，每個重復單元由一個L^2–、一個DBPy²⁺和三個水分子組成；DBPy²⁺上的氨基、L^2–上的磺酸基以及游離的水分子形成三維的氫鍵網絡。本發明公開了其制備方法，其原料易得，制備工藝簡單，在質子傳導材料方面具有很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于氫鍵有機框架材料的制備領域，具體涉及一種苯磺酸基離子型氫鍵有機框架材料及其制備方法和應用。

背景技術

晶體多孔材料因其在氣體儲存與分離、催化、藥物輸送、化學傳感等科技領域的巨大應用范圍而被科學家廣泛探索，包括在質子傳導中的應用。金屬有機骨架(MOFs)和共價有機骨架(COFs)作為一類多孔結晶材料，在氣體分離存儲、傳感、催化和燃料電池方面做出了開創性的貢獻。迄今為止，氫鍵有機骨架(HOFs)材料的出現，作為一種新興的結晶材料，給人們帶來了新的前景和機遇。簡單來說就是有機配體之間通過氫鍵的相互作用，在質子傳導的應用中，科學家們對MOFs和COFs進行了大量的研究，但是HOFs作為一種新材料，對其質子傳導的研究卻很少。作為一種富含氫鍵的材料，HOF中的建筑單元和氫鍵連接使它們成為理想的導電材料。但現在所報道的氫鍵有機骨架(HOFs)材料穩定性較差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種苯磺酸基離子型氫鍵有機框架材料及其制備方法和應用，解決了現有氫鍵有機框架材料穩定性的問題。

本發明是通過以下技術方案來實現：

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

一種苯磺酸基離子型氫鍵有機框架材料，該苯磺酸基離子型氫鍵有機框架材料的化學式為：{L·(DBPy)·3(H₂O)}n，其中，n為正整數，L為7-氨基-1,3-萘二磺酸陰離子，化學式為{C₁₀H₇NO₆S₂}^2-；DBPy為1,1′-二氨基-4,4′-聯吡啶陽離子，化學式為{C₁₀H₁₂N₄}²⁺。

進一步，所述苯磺酸基離子型氫鍵有機框架材料的結構單元屬于斜方晶系，空間群為Pna21，分子式為C₂₀H₂₅N₅O₉S₂，晶胞參數為：α＝90°，β＝90°，γ＝90°，

進一步，所述苯磺酸基離子型氫鍵有機框架材料由多個重復單元聚合而成，每個重復單元由一個L^2-、一個DBPy²⁺和三個水分子組成。

進一步，DBPy²⁺上的氨基、L^2-上的磺酸基以及游離的水分子形成三維的氫鍵網絡。

進一步，所述苯磺酸基離子型氫鍵有機框架材料的熱穩定溫度高達300℃。