一种含氮羧酸过渡金属配合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种含氮羧酸过渡金属配合物及其制备方法与应用，化学式为[Zn3(H3Ntba)2(4,4

【技术实现步骤摘要】
一种含氮羧酸过渡金属配合物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于金属有机配合物制备
，具体涉及一种含氮羧酸过渡金属配合物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，煤炭、石油、天然气等的大量使用致使大气中的二氧化碳排放量持续上升，大量的二氧化碳气体就像是无形的玻璃罩，可以吸收地表放出的长波辐射而无法和外层空间进行热交换，导致了温室效应加剧，由此带来了冰川融化海平面上升、气候异常、土地干旱沙漠化加剧等一系列的环境问题。所以掌握快速高效捕获转化二氧化碳的方法对助力解决环境和能源问题有重要的意义。
[0003]目前存在的二氧化碳捕获方法包括吸收、膜分离、吸附等，常见的捕获二氧化碳的材料有：活性炭、氧化钙基吸附剂、纳基吸附剂、钾基吸附剂、共价有机材料、金属有机框架材料等。其中金属有机框架材料由于其具有比表面积大，孔隙率高，孔径可调，具有大量活性位点等结构特点，近年来备受研究者关注，已被应用于吸附、传感、催化等多方面领域。含氮羧酸过渡金属配合物以金属离子作为配位中心连接形成1D、2D、3D结构，由于其自身独特的多孔结构特点，其可直接作为吸附材料应用于气体吸附分离领域。
[0004]4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺作为一种“三角形”含氮三羧酸柔性配体，本专利技术利用其潜在的优越性能，将其与过渡金属盐相结合，制备高孔隙率、大比表面积的过渡金属配合物。利用该配合物良好的孔结构特性，以及其对不同气体分子吸附能力的差异，来实现对混合气体的分离效果，为气体吸附分离领域提供一种良好的吸附材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种含氮羧酸过渡金属配合物及其制备方法与应用，本专利技术的制备方法操作简单，得到的配合物具有高的比表面积，可以用作良好的气体吸附材料。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种含氮羧酸过渡金属配合物及其制备方法与应用，其特征在于，所述含氮羧酸过渡金属配合物的化学式为[Zn3(H3Ntba)2(4,4
′‑
bipy)]n
，其中，H3Ntba＝4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺，4,4
′‑
bipy＝4,4
′‑
联吡啶；
[0007]该含氮羧酸过渡金属配合物属于斜方晶系、Cmca空间群，其晶胞参数为：α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝90
°
。
[0008]一种含氮羧酸过渡金属配合物的制备方法，其特征在于，该方法为：
[0009]S1、将硝酸锌、4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺和4,4
′‑
联吡啶依次加入到玻璃瓶中，然后再加入N,N
‑
二甲基甲酰胺和N,N
‑
二甲基乙酰胺混合溶剂，在室温下搅拌30min，得到混合溶液A；
[0010]S2、将S1得到的混合溶液A置于恒温鼓风干燥箱中，在温度为90℃～100℃的条件
下反应48h～72h，取出，自然冷却至室温后，依次用纯水和无水乙醇各洗涤3次，然后过滤、干燥，得到黄色树叶状晶体，即为含氮羧酸过渡金属配合物。
[0011]该制备方法是以硝酸锌作为过渡金属盐，4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺为配体，4,4
′‑
联吡啶为辅助配体。
[0012]优选地，S1中所述的硝酸锌、4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺和4,4
′‑
联吡啶的摩尔比为5:2:3；所述的N,N
‑
二甲基甲酰胺和N,N
‑
二甲基乙酰胺的体积比为2:1；所述的硝酸锌与N,N
‑
二甲基乙酰胺的用量比为0.1mmol：1mL。
[0013]本专利技术得到的含氮羧酸过渡金属配合物，使用ASAP2020HD88全自动微孔物理吸附分析仪，进行材料的比表面积和孔径分析。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0015]1、本专利技术提供的含氮羧酸过渡金属配合物的制备方法是通过溶剂热法依次将硝酸锌、4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺和4,4
′‑
联吡啶按照一定比例混合，再加入N,N
‑
二甲基甲酰胺和N,N
‑
二甲基乙酰胺混合溶剂，搅拌后在恒温箱中反应一定时间，得到黄色树叶状晶体，即含氮羧酸过渡金属配合物。该制备方法操作简单，可以大规模推广应用。
[0016]2、本专利技术制备的含氮羧酸过渡金属配合物以锌为配位中心，4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺为配体，4,4
′‑
联吡啶为辅助配体，得到的配合物可作为良好的CO2气体吸附分离材料。
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细说明。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例1制备的[Zn3(H3Ntba)2(4,4
′‑
bipy)]n
的不对称结构单元图。
[0019]图2是本专利技术实施例1制备的[Zn3(H3Ntba)2(4,4
′‑
bipy)]n
的三维结构图。
[0020]图3是本专利技术实施例1制备的[Zn3(H3Ntba)2(4,4
′‑
bipy)]n
的实验吸附等温线(左:Y轴)与模拟吸附等温线(左:Y轴)的对比以及其对等摩尔二元混合物气体CO2/N2吸附选择性分离比(右:Y轴)。
具体实施方式
[0021]实施例1
[0022]本实施例提供了一种含氮羧酸过渡金属配合物，其化学式为[Zn3(H3Ntba)2(4,4
′‑
bipy)]n
，其中，H3Ntba＝4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺，4,4
′‑
bipy＝4,4
′‑
联吡啶。该配合物的制备方法为：
[0023]S1、将0.1mmol的硝酸锌、0.04mmol的4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺和0.06mmol的4,4
′‑
联吡啶依次加入到10mL玻璃瓶中，再加入2mL的N,N
‑
二甲基甲酰胺和1mL的N,N
‑
二甲基乙酰胺混合溶剂，然后在室温下将混合物持续搅拌30min，得到混合溶液A；
[0024]S2、将S1得到的混合溶液A置于恒温鼓风干燥箱中，在温度为95℃的条件下干燥48h，取出，自然冷却至室温后，依次用纯水和无水乙醇各洗涤3次，然后过滤、干燥，得到黄色树叶状晶体，为含氮羧酸过渡金属配合物[Zn3(H3Ntba)2(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氮羧酸过渡金属多孔配合物，其特征在于，所述含氮羧酸过渡金属配合物的化学式为[Zn3(H3Ntba)2(4,4
′‑
bipy)]
n
，其中，H3Ntba＝4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺，4,4
′‑
bipy＝4,4
′‑
联吡啶；所述含氮羧酸过渡金属配合物属于斜方晶系、Cmca空间群，其晶胞参数为：α＝90
°
，β＝90
°
，γ＝90
°
。2.一种制备如权利要求1所述的含氮羧酸过渡金属配合物的方法，其特征在于，该方法为：S1、将硝酸锌、4,4
′
,4
″‑
三甲酸三苯胺和4,4
′‑
联吡啶依次加入到玻璃瓶中，然后再加入N,N
‑
二甲基甲酰胺和N,N
‑
二甲基乙酰胺混合溶剂，在室温下搅拌30min，得到混合溶液A；S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王潇，侯向阳，梁倩，
申请(专利权)人：延安大学，
类型：发明
国别省市：