本发明专利技术公开了一种化学式为[C20H4Co5O32]n金属有机框架化合物的合成方法。该金属有机框架化合物晶体为单斜晶系，P21/n空间群，晶胞体积为面心晶胞F(000)＝870.0，晶胞参数为a＝7.4120(2)，b＝16.4666(3)，c＝14.5028(3)，α＝90°，β＝95.352(2)°，γ＝90.00°，具有3D网络拓扑结构。化学式为[C20H4Co5O32]n金属有机框架化合物是以Co(NO3)2、1,2,4,5-苯四甲酸为原料，水溶液pH控制在7-8之间，利用水热法，在150℃下进行反应72小时，再缓慢冷却至室温，获得目标产物。本发明专利技术合成方法操作简单，绿色环保。化学式为[C20H4Co5O32]n金属有机框架化合物能作为荧光探针在荧光分析领域得到应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化学式为H4C〇5032]n金属有机框架化合物的合成，其较强的荧 光性质使其能作为荧光探针在分析领域得到应用。
技术介绍
MOFs材料是有机配体与金属离子（主要为过渡金属，稀土金属）或者无机金属 簇通过自组装形成的一种具有周期性网络结构的超分子晶体材料。MOFs材料结合了无机 和有机两部分的优点，其中有机配体的变化可以使得这种类分子筛结构实现结构的多样 化和孔道的可调控性，从而使得定向设计成为可能。人们使用不同的有机配体或者合成 不同有机物作为配体，并改变配体的大小、构型等从而达到控制或改变MOFs孔道尺寸的目 的。正是由于这种孔道大小的可控性、超大的比表面积、低密度等特点使得MOFs在气体 吸附、分离、传感，生物医学等诸多领域表现出了巨大的应用潜能。在配位聚合物的基础 上，金属有机骨架化合物作为一种新型材料，真正的发展不过短短十几年。金属有机骨架 (Metal-OrganicFramework,MOFs)材料这一概念第一次被提出是在1995年美国化学家 0.M.Yaghi在Nature杂志发表的论文中。他选用刚性的有机配体均苯三甲酸与过渡金属 钴合成 了一个具有二维层状结构的化合物C〇C6H3 (C00H1/3) 3 (NC5H5) 2 · 2/3NC5H5。0.M.Yaghi 称这种由金属离子和有机配体共同构筑的微孔材料为金属有机骨架结构材料该化合物具 有可逆的吸附性质，使金属有机配位聚合物的研究得到推广。1997年，Kitagawa课题组 报道了 4,4'-联吡啶分别与金属锌，镍，钴离子合成得到三个具有3x6A孔道结构的 配位聚合物。1999年，Yaghi研究小组以对苯二甲酸（1，4-BDC)为配体，合成了具有简 单立方六连接网络结构的金属有机骨架化合物M0F-5,它的孔径约为丨2.94A,骨架空旷 度可达55~61 %，Langmuir比表面积高达2900cm2/g。在随后的时间里，Yaghi小组又 陆续合成了具有代表性的MOFs系列金属有机骨架化合物，成为了金属有机骨架化合物发 展史上的一个里程碑。2002年，Yaghi研究小组以M0F-5为原型，通过对有机配体对苯二 甲酸（1，4-BDC)的拓展和修饰，成功地合成了一系列与M0F-5骨架结构相同的金属有机 骨架化合物IRM〇F(IsoreticularMetal-OrganicFramework)，他们的孔径可从3.8A跨 越至28.8 A。与M0F-5相同，IRM0F系列金属有机骨架化合物都具有良好的稳定性，在去 除客体分子后，能够得到开放并不变的骨架结构。2004年，他们又以拓展的均苯三甲酸H3BTB(1, 3, 5-benzenetribenzoate)为配体合成了Ζη40(ΒΤΒ)2·(DEF)15·(H20)3(M0F-177)〇 M0F-177是以八面体SBU-Zn04(C02)6簇作为六连接节点与BTB连接，形成的具有6, 3-网络 拓扑结构，客体溶剂分子占据85%的体积，除去客体后比表面积高达4500m2g\远大于之前 报道的MOFs系列的结构。2005年，Yaghi教授的课题组又通过调整M0F-5的有机联结体制 备了一系列IRMOFs材料，并对其在77K的储氢性能进行了测试和分析。结果表明，从储氢质 量百分数来看，IRM0F-2的储氢性能比M0F-5略差，IRM0F-9的储氢性能在压力小于0. 7bar 时明显优于MOF-5、在压力大于0. 7bar时比M0F-5略差，其余所有的IRMOFs包括IRMOF-3、IRMOF-6、IRM0F-13和IRM0F-20均表现出M0F-5更好的储氢性能，其中IRM0F-13的储氢 量在77K、lbar的条件下达到17. 8mg/g，超过了文献报道过的相同条件下IRM0F-11的储氢 量16. 2mg/g。若以每个配合物分子的单位储氢量进行比较，Yaghi等制备的所有IRMOFs材 料（IRMOF-2、IRMOF-3、IRMOF-6、IRMOF-9、IRM0F-13和IRM0F-20)的储氢量均高于M0F-5。 本专利技术提供了一种以羧酸配体、无机金属盐为原料，水热法合成化学式为H4C〇5032]n金 属有机框架化合物（MOFs)的方法，并提出了可利用其较强的荧光性质用为荧光探针使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种化学式为[C2QH4C0503丄金属有机框架化合物的合成方 法及应用。 化学式为n金属有机框架化合物具有属于单斜晶系，P2i/n空间群，晶 胞体积为v= 1762.36 (7)A3 ,面心晶胞F(〇〇〇) = 870,晶体结构是以五核钴簇为金属节 点，以1，2, 4, 5-苯四甲酸配体为连接器，金属钴簇与配体均采用四连接方式，形成3D网络 拓扑结构；其晶体学数据见表1，键长和键角见表2。 表1:化学式为n金属有机框架化合物晶体学数据 表2 :化学式为[C2QH4C0503丄金属有机框架化合物键长A和键角。 所述的化学式为H4C〇5032]n金属有机框架化合物合成方法步骤为： (1)称取0· 2mmolCo(N03)2放入50mL烧杯中，用移液管量取10mL蒸馏水入烧杯 中。 (2)称取0. 2mmol1，2,4,5_苯四甲酸配体放入25mL烧杯中，用移液管量取5mL蒸 馏水入烧杯中。 (3)将以上两个烧杯放入超声清洗器中超声震荡让其充分溶解，待两个烧杯中的 物质充分溶解后进行混合，磁力搅拌。磁力搅拌30分钟后，用pH试纸进行pH值测量，此 时pH为2,在磁力搅拌下，进行pH值调节，向烧杯中缓慢滴加分析纯氨水，至pH在7-8之 间，调节完pH后，继续磁力搅拌30分钟。停止磁力搅拌，把烧杯中的溶液转入反应釜中并 密封，随后将反应釜放入调节好的温度为150°C干燥箱中进行晶化72小时，72小时后进行 程序降温降到l〇〇°C，在100°C保温10小时，10小时后关掉烘箱让其自然状态下降至室温； 烘箱降至室温后取出反应釜，釜中有粉色针状晶体生成，过滤，自然晾干。 化学式为H4C〇5032]n金属有机框架化合物能作为荧光探针在荧光分析领域得 到应用。 本专利技术合成方法操作简单，绿色环保。【附图说明】 图1为本专利技术化学式为n金属有机框架化合物晶体结构图。 图2为本专利技术化学式为H4Co5032]n金属有机框架化合物配位多面体图。 图3为本专利技术化学式为H4Co5032]n金属有机框架化合物晶体二维堆积图（a方 向）。 图4为本专利技术化学式为H4C〇5032]n金属有机框架化合物晶体三维堆积图（a方 向）。 图5为本专利技术化学式为H4Co5032]n金属有机框架化合物晶体3D网络拓扑结构 图。 图6为为本专利技术化学式为n金属有机框架化合物DMS0溶液荧光光谱 图。 图7为为本专利技术配体1，2, 4, 5-苯四甲酸红外光谱图。 图8为为本专利技术H4C〇5032]n金属有机框架化合物的红外光谱图。【具体实施方式】 实施例： 化学式为H4C〇5032]n金属有机框架化合物合成当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学式为[C20H4Co5O32]n金属有机框架化合物，其特征在于化学式为[C20H4Co5O32]n金属有机框架化合物具有属于单斜晶系，P 21/n空间群，晶胞体积为面心晶胞F(000)＝870，晶体结构是以五核钴簇为金属节点，以1,2,4,5‑苯四甲酸配体为连接器，金属钴簇与配体均采用四连接方式，形成3D网络拓扑结构，其晶体学数据见表1，键长和键角见表2；表1：化学式为[C20H4Co5O32]n金属有机框架化合物晶体学数据表2：化学式为[C20H4Co5O32]n金属有机框架化合物键长和键角°
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘峥，郭征楠，魏席，黎焕林，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45
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