本发明专利技术涉及一类稀土有机配位聚合物及其制备方法与应用。这类聚合物具备有下述化学式：{(Him)[Re(ip)2(H2O)]}n或{[Re2(ip)3(H2O)2]·H2O}n，其中Him是咪唑阳离子，ip是间苯二甲酸二价阴离子，Re＝Ce、Sm、Eu、Gd、Tb、Er、Tm、Yb、Lu、Sc等中的一种或多种，n为聚合度。本发明专利技术的稀土有机配位聚合物采用水(溶剂)热合成法，对环境友好，简单易行，成本低，产率高，易于大规模工业化生产。所制备的稀土有机配位聚合物在发光、催化，吸附、磁性、离子交换、高分子材料助剂等领域具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及稀土配合物材料，特别是涉及以咪唑阳离子为模板的稀土有机配位聚合物，具体涉及以咪唑阳离子为模板、以间苯二甲酸二价阴离子为配体的稀土有机配位聚合物及其制备方法。所制备的稀土有机配位聚合物在发光、催化，吸附、磁性、离子交换、高分子材料助剂等领域具有很好的应用前景。
技术介绍
配位聚合物是指金属或金属簇与有机配体彼此互相连接的无机-有机杂化材料， 又称为金属有机框架材料。近年来，配位聚合物的设计与合成引起了人们极大的兴趣。这不仅是因为这类材料具有多孔洞、大比表面积、特殊的主客体关系以及各种各样有趣的分子架构和拓扑结构，而且因为这类材料作为功能材料具有发光、气体贮存及分离、催化、磁性和导电等性能。如，Chae, H. K. , Siberio-Perez, D. Y. , Kim, J. , Go, Y. , Eddaoudi, Μ. , Matzger, Α. J., 0’ Keeffe, Μ. and Yaghi, 0. Μ. Nature 2004,427,523-527 ；Ferey, G. ， Mellot-Draznieks, C. , Serre, C. , Millange,F. ,Dutour,J. ,Surble,S.and Margiolaki,I. Science 2005,309, 2040-2042 ；ffu, C. D.，Hu, Α.，Zhang, L. and Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2005，127,8940-8941 ； Guillou, N. , Forster, P. Μ. , Gao, Q. , Chang, J. S. , Nogues, Μ. , Park, S. Ε. , Cheetham, Α. K., Ferey, G. Angew. Chem. , Int. Ed ；Kurmoο, Μ. Chem. Soc. Rev. 2009, 38,1353-1379 ；Shiga, Τ., Okawa, H.，Kitagawa, S. and Ohba, Μ. J. Am. Chem. Soc. 2006，128，16426-16427 ；Otsubo, K. , Kobayashi, Α. , Kitagawa, H. , Hedo, Μ. ,Uwatoko,Y. ,Sagayama,H. ,Wakabayashi, Y. and Sawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2006,128,8140-8141 ；Sadakiyo, Μ. , Yamada, Τ. and Kitagawa, H. J. Am. Chem. Soc. 2009，131，9906-9907 ；Allendorf，M. D.，Bauer, C. Α.，Bhakta, R. K.， and Houk, R. J. Τ. Chem. Soc. Rev. 2009, 38,1330-1352 ；Chen, B. , Wang, L. , Zapata, F. , Qian G. and Lobkovsky Ε. B. J. Am. Chem. Soc. 2008，130，6718-6719。间苯二甲酸作为有机配体具有强的配位能力、多种配位方式、易形成氢键以及芳环堆积作用等特点。咪唑也因为体积小、灵活的配位能力和令人关注的发光性能常被用作有机配体。但以咪唑阳离子为模板的配位聚合物目前还极少。模板，或称为结构导向剂，是指那些可以控制反应方向、产物的组成和结构的分子或离子。模板除了影响配合物的结构以外，还时常起到支撑和电荷平衡等作用。模板既可能出现在产物的结构中，也可能仍保留在反应体系的溶剂中。稀土元素具有基本相同的外层电子结构和能级相近的内层4f电子，这种特殊的电子构型使它们在光、电、磁等方面有许多独特的性质，被誉为新材料的宝库。我国是稀土含量最丰富的国家，研究稀土化合物的合成及其应用有着重要的理论和实际意义
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是，提供一种具有多孔洞、大比表面积的以咪唑阳离子为模板的稀土有机配位聚合物。本专利技术的第二个所要解决的技术问题是提供上述以咪唑阳离子为模板的稀土有机配位聚合物的制备方法，该方法对环境友好，简单易行，成本低，产率高，易于大规模工业化生产。本专利技术的第三个目的在于提供上述以咪唑阳离子为模板的稀土有机配位聚合物在发光、催化，吸附、磁性、离子交换、高分子材料助剂等领域的应用。本专利技术利用间苯二甲酸具有较强的配位能力、多种配位方式、易形成氢键以及芳环堆积作用等特点，以咪唑阳离子为模板，制备了一类结构新颖的稀土有机配位聚合物。这类配合物具有多孔洞、大比表面积以及形成了构型特别的主客体关系，在发光、催化，吸附、 磁性、离子交换、高分子材料助剂等领域具有很好的应用前景。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案本专利技术所述的稀土有机配位聚合物具备有化学式为{(Him) } 或 { · H20}n，其中Him是咪唑阳离子，ip是间苯二甲酸二价阴离子，Re = Ce、 Sm、Eu、Gd、Tb、Er、Tm、Yb、Lu、Sc等中的一种或多种，η为聚合度。本专利技术所述的稀土有机配位聚合物的晶体属正交晶系或单斜晶系，空间群为 Pnna> lma2 或 Ρ2 (1)/c。本专利技术所述的稀土有机配位聚合物的制备方法，包括下述步骤(1)将稀土化合物、间苯二甲酸、咪唑溶于溶剂中，搅拌均勻，用酸或碱调节反应体系的PH值，然后加入到反应釜中。(2)加热升温，反应物在一定温度下反应一段后，逐步降低温度，冷却至室温，过滤，用水洗涤，干燥，制得以咪唑阳离子为模板的稀土有机配位聚合物。本专利技术所用的稀土化合物为稀土盐、稀土氢氧化物和稀土氧化物；所用的稀土盐为稀土硝酸盐、稀土氯化物、稀土硫酸盐、稀土醋酸盐和稀土高氯酸盐；所用的稀土为Ce、 Sm、Eu、Gd、Tb、Er、Tm、Yb、Lu、Sc ；本专利技术所用的溶剂为水、DMF、甲醇和乙醇中的一种或多种；本专利技术所用的稀土化合物与间苯二甲酸的摩尔比为1 0.05 1 15，稀土化合物与咪唑的摩尔比为1 0.05 1 15 ；稀土化合物与溶剂的摩尔比为1 500 1 10000 ；本专利技术反应体系的pH值为5 10，所用的碱为有机碱或无机碱；所用的有机碱为三乙胺或吡啶；所用的无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾；本专利技术所用的酸为硝酸、盐酸、硫酸或醋酸；本专利技术的反应温度为80°C 300°C ；本专利技术的反应时间为1 MO小时。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果(1)本专利技术所合成的稀土有机配位聚合物结构新颖、独特。(2)本专利技术采用低成本的间苯二甲酸和咪唑作为原料，采用水(溶剂)热合成法， 对环境友好，简单易行，成本低，产率高，易于大规模工业化生产。(3)本专利技术以咪唑阳离子为模板，所得的配合物具有多孔洞、大比表面积以及形成了构型特别的主客体关系，在发光、催化，吸附、磁性、离子交换、高分子材料助剂等领域具有很好的应用前景。附图说明图1是实施 歹1从b轴方向看的结构图球棍式)。图2是实施 歹1从c轴方向看的结构图球棍式)。图3是实施 歹2从b轴方向看的结构图线框式)。图4是实施 歹2从c轴方向看的结构图线本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种以咪唑阳离子为模板的稀土有机配位聚合物，其特征在于其化学式为：｛（Ｈｉｍ）［Ｒｅ（ｉｐ）２（Ｈ２Ｏ）］｝ｎ或｛［Ｒｅ２（ｉｐ）３（Ｈ２Ｏ）２］·Ｈ２Ｏ｝ｎ，其中Ｈｉｍ是咪唑阳离子，ｉｐ是间苯二甲酸二价阴离子，Ｒｅ＝Ｃｅ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ和Ｓｃ中的一种或多种，ｎ为聚合度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡博伟，任颜卫，郑德，江焕峰，陈俊，戚朝荣，钱玉英，史大斌，
申请(专利权)人：广东炜林纳功能材料有限公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：44
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