一种铁金属有机框架材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铁金属有机框架材料及其制备方法，属于金属有机框架材料领域。所述铁金属有机框架材料的化学式为：[Fe(NCS)2L]n，其中，L为3,3′,5,5′‑四吡啶联苯，n为正整数，Fe‑N键长范围为

【技术实现步骤摘要】
一种铁金属有机框架材料及其制备方法
本专利技术涉及金属有机框架材料领域，特别涉及一种铁金属有机框架材料及其制备方法。
技术介绍
金属有机框架材料(Metal-OrganicFrameworks，MOFs)作为当前热门研究材料之一，凭借其特定的框架结构及孔道效应，使得金属有机框架材料在多个领域具有独特的应用前景。由于金属有机框架材料具有良好的构效关系，少数研究人员也开始探索金属有机框架材料作为化学传感器的潜力。目前，对于金属有机框架材料作为敏感与传感材料的应用方面主要集中在荧光检测、电化学传感和可视化传感方面。现有的金属有机框架材料研究成果并不能满足科学研究发展的需求，尤其是对溶剂的变色响应方面的研究严重匮乏，限制了金属有机框架材料作为敏感与传感材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种铁金属有机框架材料及其制备方法，对溶剂具有变色响应的作用，从而扩宽了金属有机框架材料的应用范围。所述技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种铁金属有机框架材料，所述铁金属有机框架材料的化学式为：[Fe(NCS)2L]n，其中，NCS为硫氰酸根，L为3,3′,5,5′-四吡啶联苯，n为正整数，Fe-N键长范围为所述铁金属有机框架材料属于正交晶系，空间群为Cccm，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，晶胞体积为所述铁金属有机框架材料的结构为：另一方面，本专利技术实施例提供了一种铁金属有机框架材料的制备方法，所述制备方法包括：将3,3’,5,5’-四吡啶联苯溶于二氯甲烷中，得到混合液；将异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液置于所述混合液之上，静置后得到淡黄色的晶体，分离出所述晶体即为所述铁金属有机框架材料。具体地，所述异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液的制备方法包括：将1mmol的硫酸亚铁晶体、2mmol的硫氰化钾和100mg的维生素C加入50mL甲醇中，在密闭环境下搅拌30min，经过分离得到异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液。具体地，所述3,3’,5,5’-四吡啶联苯所述3,3’,5,5’-四吡啶联苯在二氯甲烷的浓度为3mg/mL～5mg/mL。具体地，将所述异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液滴加于所述混合液之上，且所述异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液与所述混合液的体积比为(2～3)：3。具体地，所述静置时间为3天。具体地，所述分离的方法为离心或过滤。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的铁金属有机框架材料，具有对溶剂分子的变色响应作用，溶剂分子可以为甲醇、乙醇、丙酮或乙腈等，该铁金属有机框架材料通过桥连配体将铁离子连接形成三维结构，不同于以往自旋交叉体系需要在低温或高温才能展现自旋交叉行为，该铁金属有机框架材料在室温附近就能展现对客体溶剂分子可逆的敏感与变色传感响应，并且伴随着变色传感性能，该铁金属有机框架材料还能在晶态与非晶态间转换，并展现磁性信号的改变，该铁金属有机框架材料不仅能够有效解决金属有机框架材料对新结构、新性能的需求，还能够有效提升信号的传感源与传感强度，拓宽了金属有机框架材料的应用范围。该制备方法简单，且能够制备出纯度较高的铁金属有机框架材料。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的铁金属有机框架材料的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的铁金属有机框架材料的射线衍射谱图；图3是本专利技术实施例提供的铁金属有机框架材料的变温磁化率曲线图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术实施例提供了一种铁金属有机框架材料，该铁金属有机框架材料的化学式为：[Fe(NCS)2L]n，其中，NCS为硫氰酸根，L为3,3′,5,5′-四吡啶联苯，n为正整数，在铁金属有机框架材料的最小不对称单元中含有铁离子、硫氰根离子和四分之一的四吡啶配体。Fe-N键长范围为铁金属有机框架材料属于正交晶系，空间群为Cccm，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，晶胞体积为铁金属有机框架材料的结构为：本专利技术实施例还提供了该铁金属有机框架材料的制备方法，该制备方法包括：将16.0mg3,3’,5,5’-四吡啶联苯配体溶于5mL二氯甲烷中，得到混合液；在实现时，可以将该混合液置于试管底层。将1mmol的硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)、2mmol的硫氰化钾(KSCN)和100mg的维生素C加入烧杯中，向烧杯中加入50mL甲醇和搅拌子，将烧杯的杯口密封，使烧杯内为密闭环境，通过搅拌子搅拌30min，经过分离得到异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液，异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液为澄清溶液。分离的方法为离心或过滤。当分离的方法采用离心时，离心的转速可以为3000r/min，离心的时间可以为5min。当分离的方法采用过滤时，可以采用倾倒法。将5mL异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液滴加于混合液之上，且异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液与混合液的体积比为(2～3)：3。在滴加过程中，可以在异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液与混合液分层的界面有白色絮状沉淀生成。静置3天后，在分层的界面处可以得到块状淡黄色的晶体，分离出该晶体即为铁金属有机框架材料。在实现时，分离的方法可以为离心或过滤。当分离的方法采用离心时，离心的转速可以为3000r/min，离心的时间可以为5min。当分离的方法采用过滤时，可以采用倾倒法。1)对该铁金属有机框架材料进行结构测定，具体地，测量得到该铁金属有机框架材料的单晶大小为0.2mm×0.1mm×0.1mm，在BrukerVenture上用Cu-Kα测定，且单晶数据在100K时(所有数据的经验吸收校正都是通过程序自带的软件完成的)测得该铁金属有机框架材料的结构如图1所示，在测试时，结构解析及精修均是通过SHELXS-2014程序得到，所有的非氢原子采用全矩阵最小二乘法(full-matrixleast-squaresrefinementbasedonF2)进行结构精修；所有非氢原子都做各向异性精修；配体上的氢原子是几何对称产生的且C-H键长为结合测定结果和图1可知，该铁金属有机框架材料的化学式为：[Fe(NCS)2L]n，其中，L为3,3′,5,5′-四吡啶联苯，n为正整数，在铁金属有机框架材料的最小不对称单元中含有铁离子、硫氰根离子和四分之一的四吡啶配体。Fe-N键长范围为铁金属有机框架材料属于正交晶系，空间群为Cccm，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，晶胞体积为每个铁离子被四个配体连接；每个配体连接四个铁离子形成PtS构型配位网络，沿a轴和b轴保留了较大的孔道结构。2)对该铁金属有机框架材料的形态表征进行测定，具体地，采用Mercury程序对单晶结构拟合得到粉末衍射数据，并与铁金属有机框架材料样品实际测得的粉末衍射图谱进行比对，如图2所示，比对后可以发现二者的出峰位置基本一致，由此可知，本实施例所得的铁金属有机框架材料纯度及结构与实验拟合结构相比均相符。另外，随着溶剂分子的得失，可以发现材料是在晶态与非晶态间进行的转换。在测定时发现，铁金属有机框架材料随着溶剂分子(溶剂分子可以为甲醇、乙醇、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁金属有机框架材料，其特征在于，所述铁金属有机框架材料的化学式为：[Fe(NCS)2L]n，其中，NCS为硫氰酸根，L为3,3′,5,5′‑四吡啶联苯，n为正整数，Fe‑N键长范围为

【技术特征摘要】
1.一种铁金属有机框架材料，其特征在于，所述铁金属有机框架材料的化学式为：[Fe(NCS)2L]n，其中，NCS为硫氰酸根，L为3,3′,5,5′-四吡啶联苯，n为正整数，Fe-N键长范围为所述铁金属有机框架材料属于正交晶系，空间群为Cccm，晶胞参数为α＝β＝γ＝90°，晶胞体积为所述铁金属有机框架材料的结构为：2.一种如权利要求1所述的铁金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将3,3’,5,5’-四吡啶联苯溶于二氯甲烷中，得到混合液；将异硫氰合铁金属盐的甲醇溶液置于所述混合液之上，静置后得到淡黄色的晶体，分离出所述晶体即为所述铁金属有机框架材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述异硫氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：余凡，周柳茵，熊芯，胡思前，刘继延，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42