一种Q[8]/SC[6]A超分子自组装体及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种Q[8]/SC[6]A超分子自组装体及其应用，将Q[8]/SC[6]A超分子自组装体用于捕集和释放金属离子。本发明专利技术能够有效的捕集金属离子Na

【技术实现步骤摘要】
一种Q[8]/SC[6]A超分子自组装体及其应用
本专利技术涉及超分子自组装体应用
，特别一种Q[8]/SC[6]A超分子自组装体及其应用。
技术介绍
自2014年提出Q[n]s的外表面相互作用(OSIQ包括自诱导、阴离子诱导和芳香诱导的OSIQ)以来，通过OSIQ策略构建各种基于Q[n]的超分子框架已成为当前的研究重点。而目前尚未发现关于八元瓜环(简称Q[8])和4-磺酰杯[6]芳烃水合物(简称SC[6]A)构建的超分子骨架的研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Q[8]/SC[6]A超分子自组装体及其应用。本专利技术能够有效的捕集金属离子Na+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+、Sr2+，并可以通过BaCl2置换组装体中的金属离子形成Q[8]/SC[6]A/Ba2+组装体，然后在混酸(0.024MH2SO4/6MHCl)中对Q[8]/SC[6]A超分子自组装体进行回收，同时对金属离子进行释放，对探索瓜环的应用意义重大,具有广泛的发展前景。本专利技术的技术方案：一种Q[8]/SC[6]A超分子自组装体，Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的分子式是C186H174N96O86S6。前述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用中，将Q[8]/SC[6]A超分子自组装体用于捕集和释放金属离子。前述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用中，所述金属离子是Na+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+和Sr2+。前述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用中，将Q[8]/SC[6]A超分子自组装体在HCl溶液中用于捕集金属离子Na+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+、Sr2+得到Q[8]/SC[6]A/Mn+组装体晶体，然后再加入Ba2+对Q[8]/SC[6]A超分子自组装体中捕集的金属离子进行置换得到Q[8]/SC[6]A/Ba2+组装体，再溶解于混酸中对Q[8]/SC[6]A超分子自组装体进行回收，同时完成对金属离子的释放。前述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用中，所述将Q[8]/SC[6]A超分子自组装体在HCl溶液中用于捕集金属离子Na+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+、Sr2+得到Q[8]/SC[6]A/Mn+组装体晶体包括如下步骤：a.将10.20mgQ[8]加入2mL6M盐酸中，震荡加热，使其完全溶解，得A品；b.将10.00mgSC[6]A加2mL6M盐酸中，震荡加热，使其完全溶解，得B品；c.将10.5mg金属盐加入2mL6M盐酸中，震荡加热，使其完全溶解，得C品；d.将A品、B品和C品混合，在空气中静置，经10-15天，得Q[8]/SC[6]A/Mn+组装体晶体。前述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用中，所述金属盐是氯化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯、氯化钙和氯化锶中的一种或任意组合。前述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用中，所述再溶解于混酸中对Q[8]/SC[6]A超分子自组装体进行回收的步骤是：将0.1813gQ[8]/SC[6]A/Ba2+组装体，溶解于8mL混酸中。前述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用中，所述混酸是0.024MH2SO4和6MHCl的混合物。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术提出的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体结构是通过自我、阴离子和芳香性诱导得到的超分子框架材料。该框架具有制备简单、结构稳定的特点。本专利技术能够有效的捕集金属离子Na+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+、Sr2+，并可以通过BaCl2置换组装体中的金属离子形成Q[8]/SC[6]A/Ba2+组装体，然后再在混酸(0.024MH2SO4/6MHCl)中对Q[8]/SC[6]A超分子自组装体进行回收，同时对金属离子进行释放，对探索瓜环的应用意义重大,具有广泛的发展前景。同时，由于本专利技术最重要的特点是对常见碱金属离子和碱土金属离子等特定金属阳离子的序列选择性捕获和可再生利用。因此，该框架可用于海水淡化、钾离子富集、放射性铯离子污染源处理、金纳德处理或水软化等应用。附图说明图1为晶体结构Q[8]/SC[6]A超分子框架结构图；图2为Q[8]/SC[6]A与碱金属K+和碱土金属Ca2+的晶体结构图；图3为Q[8]/SC[6]A在碱金属体系中Na+的能谱图；图4为Q[8]/SC[6]A在碱金属体系中K+的能谱图；图5为Q[8]/SC[6]A在碱金属体系中Rb+的能谱图；图6为Q[8]/SC[6]A在碱金属体系中Cs+的能谱图；图7为Q[8]/SC[6]A在碱土金属体系中Mg2+能谱图；图8为Q[8]/SC[6]A在碱土金属体系中Ca2+能谱图；图9为Q[8]/SC[6]A在碱土金属体系中Sr2+能谱图；图10为Q[8]/SC[6]A在碱土金属体系中Ba2+能谱图；图11为Q[8]/SC[6]A框架恢复流程图；图12为恢复Q[8]/SC[6]A框架1HNMR波谱图；图13为本专利技术Q[8]/SC[6]A组装体捕集和释放金属离子的原理示意图；图14为1HNMR波谱图一(400MHz,D2O,25℃)；图15为1HNMR波谱图二(400MHz,DCl(6M)，25℃)；图16为Q[8]/SC[6]A的超分子骨架DLS数据(0.2mM)图；图17焓熵图；图18是X射线粉末衍射(PXRD)图谱。图1说明：图1a和图1b分别展示了1沿c轴和a轴的晶体结构概况，该晶体结构是由Q[8]层(图1c)和SC[6]A层(图1d)交替积累而形成的。仔细观察发现，在该框架中，每个Q[8]分子通过自诱导的OSIQ与四个相邻的Q[8]分子相互作用(参见图1c和图1e)，并通过阴离子和芳香诱导的OSIQ与两个SC[6]A相互作用(参见图1d和图1e)。四个Q[8]分子中有两个的静电势负门户靠近中心Q[8]分子的静电势正外表面，Q[8]分子靠近四个Q[8]分子中另外两个分子的静电电位正外表面。这些相邻的Q[8]分子之间的相互作用基本上是偶极相互作用，相互作用距离在范围内(参见图1c和图1e)。阴离子和芳香诱导的OSIQs可以在SC[6]A分子之间观察到更加清晰，SC[6]A分子呈现近平的椅状结构，伴随着6个Q[8]分子，它们均匀分布在SC[6]A分子的两侧，包括SC[6]A分子的SO3-负离子对静电势正门户碳原子的阴离子偶极相互作用，邻近Q[8]分子的甲基和亚甲基，相邻Q[8]分子的羰基与扁平SC[6]A分子的芳香环之间的π相互作用，扁平SC[6]A分子的芳香环与邻近Q[8]分子外表面的甲基和亚甲基之间的C-H···π相互作用(图1f)。此外，两个Q[8]单元分布在SC[6]A分子的两侧，通过自诱导导OSIQ形成三角形结构(一个Q[8]单元)(图1g)。因此，框架1很好地解释了三种OSIQs在构建基于Q[8]/SC[6]A的超分子框架中的重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Q[8]/SC[6]A超分子自组装体，其特征在于：Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的分子式是C

【技术特征摘要】
1.一种Q[8]/SC[6]A超分子自组装体，其特征在于：Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的分子式是C186H174N96O86S6。


2.根据权利要求1所述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用，其特征在于：将Q[8]/SC[6]A超分子自组装体用于捕集和释放金属离子。


3.根据权利要求2所述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用，其特征在于:所述金属离子是Na+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+和Sr2+。


4.根据权利要求3所述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用，其特征在于：将Q[8]/SC[6]A超分子自组装体在HCl溶液中用于捕集金属离子Na+、K+、Rb+、Cs+、Ca2+、Sr2+得到Q[8]/SC[6]A/Mn+组装体晶体，然后再加入Ba2+对Q[8]/SC[6]A超分子自组装体中捕集的金属离子进行置换得到Q[8]/SC[6]A/Ba2+组装体，再溶解于混酸中对Q[8]/SC[6]A超分子自组装体进行回收，同时完成对金属离子的释放。


5.根据权利要求3所述的Q[8]/SC[6]A超分子自组装体的应用，其特征在于：所述将Q[8]/SC[6]A超分子自组装体在HC...

【专利技术属性】
技术研发人员：田利飞，郭汉灵，张芝华，刘明，曹龙，陈丽霞，陶朱，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52