[發(fā)明專利]一種銅過渡金屬有機框架材料的制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310047419.1
• 申請日: 2023-01-31
• 公開（公告）號: CN116120576A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王軍;嚴美華;路璐;王廣莉;馬仁敏;熊敏
• 申請（專利權(quán)）人: 四川輕化工大學(xué)
• 主分類號: C08G83/00
• 分類號: C08G83/00;C02F1/72;C02F1/30
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 朱月明

1.一種銅過渡金屬有機框架材料的制備方法，包括銅過渡金屬有機框架材料，其特征在于，銅過渡金屬有機框架材料的化學(xué)式為[Cu₂(bip)₂(SO₄)₂(H₂O)₂]，其中bip為3,5-雙(1-咪唑)吡啶，該化合物的不對稱單元是由2個金屬Cu²⁺、2個配位的3,5-雙(1-咪唑)吡啶、4個配位水分子和2個配位的SO₄^2-組成，該化合物的分子量為840.75，其中bip為3,5-雙(1-咪唑)吡啶，bip的結(jié)構(gòu)式如式I所示：

所述銅過渡金屬有機框架材料的制備方法具體包括以下步驟：將0.037g?Cu(SO₄)₂·5H₂O和0.023g?3,5-雙(1-咪唑)吡啶(bip)溶于水和乙腈的混合液中，攪拌30min后將混合液轉(zhuǎn)移至25ml的聚四氟乙烯反應(yīng)釜中，然后將反應(yīng)釜轉(zhuǎn)移到不銹鋼容器中，加熱至120℃保溫72h，然后以5℃/h的速度冷卻至室溫，制得綠色晶體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅過渡金屬有機框架材料的制備方法，其特征在于，所述銅過渡金屬有機框架材料屬于三斜晶系中的P-1空間群，晶胞參數(shù)為：

α＝93.8810(10)°,β＝101.1540(10)°,γ＝90.1950(10)°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅過渡金屬有機框架材料的制備方法，其特征在于，所述銅過渡金屬有機框架材料的結(jié)構(gòu)式中的Cu1原子與兩個不同含氮3,5-雙(1-咪唑)吡啶配體中的兩個氮原子、一個配位SO₄^2-中的一個氧原子以及兩個配位水分子中的氧原子形成五配位的三角雙錐構(gòu)型，所述兩個不同含氮配體中的兩個氮原子分別為N1和N10；所述一個SO₄^2-中的氧原子為O1，所述兩個配位水分子中的兩個氧原子分別為O9和O10；Cu2原子與不同含氮3,5-雙(1-咪唑)吡啶配體中的兩個氮原子、一個配位SO₄^2-中的一個氧原子以及兩個配位水分子中的氧原子形成五配位的三角雙錐構(gòu)型，所述兩個不同含氮配體中的兩個氮原子分別為N5和N6；所述一個SO₄^2-中的氧原子為O5，所述兩個配位水分子中的兩個氧原子分別為O11和O12。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種銅過渡金屬有機框架材料的制備方法，其特征在于，所述三角雙錐構(gòu)型的N1和N10占據(jù)三角雙錐的軸向位置，O1、O9和O10占據(jù)三角雙錐的三個赤道頂點，三角雙錐中Cu-N的鍵長為和Cu-O的鍵長為O-Cu-N和O-Cu-O的鍵角分別為86.69(16)°～92.83(16)°和117.04(19)°～139.21(18)°，N-Cu-N的鍵角為178.60(17)°和179.52(17)°；3,5-雙(1-咪唑)吡啶(bip)配體單齒橋連(μ₂-η¹:η¹)與Cu²⁺配位，配位水分子與金屬Cu²⁺離子配位(μ₁-η²)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種銅過渡金屬有機框架材料的制備方法，其特征在于，相鄰的Cu²⁺通過3,5-雙(1-咪唑)吡啶橋連鏈接形成零維環(huán)狀結(jié)構(gòu)，3,5-雙(1-咪唑)吡啶配體的N8和配位水分子中的H12B通過氫鍵的方式鏈接形成一維結(jié)構(gòu)，一維結(jié)構(gòu)再通過弱作用力形成三維超分子結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅過渡金屬有機框架材料的制備方法，其特征在于，所述水和乙腈的混合溶液中水和乙腈的體積比為1：1，所述3,5-雙(1-咪唑)吡啶配體和Cu(SO₄)₂·5H₂O的摩爾比為1.5：1。

7.一種銅過渡金屬有機框架材料的應(yīng)用，應(yīng)用于權(quán)利要求5所述的一種銅過渡金屬有機框架材料的制備方法，其特征在于，所述銅過渡金屬有機框架材料在光催化降解水中污染物抗生素中的應(yīng)用，且抗生素包含：環(huán)丙沙星(CIP)、呋喃西林(NFZ)和奧硝唑(ODZ)。