一种三维多孔配位聚合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种三维多孔配位聚合物及其制备方法与应用。所述的配位聚合物的分子式为：[Co(ndc)(azpy)]2·2H2O·DMF，所述配位聚合物的二级结构单元为：晶体属单斜晶系，空间群为C2/c，结构中的Co1原子处于五配位的金字塔配位环境之中，而Co2原子则表现为六配位的八面体构型；Co1和Co中心通过ndc2-和azpy配体桥联形成三维多孔结构。以过渡金属离子Co2+和有机配体H2ndc和azpy为前驱体，通过溶剂热法自组装制得三维多孔配位聚合物[Co(ndc)(azpy)]2·2H2O·DMF。该配位聚合物具有较高的热稳定性，常压下可吸附2.8mmol/g的氧气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配位聚合物的合成和应用领域，特别涉及一种三维多孔配位聚合物的合成及作为储氢材料的应用。
技术介绍
能源危机和环境污染正引起全球范围的极大关注，氢气作为一种可再生的绿色能源备受人们重视，而储氢材料的开发是解决氢能应用中氢存储技术难题的关键。配位聚合物由于具有结构多样性、高的比表面、孔洞大小和形状可调控，以及储氢量高等优点成为当前储氢研究的热点之一。国内外许多研究小组在多孔配位聚合物的设计与合成方面做出7重要贡献，如 Long, J. R.，Yaghi，0. M. Chem. Soc. Rev.，2009，38，1213-1214 冲都有进行研究。近年来，配位聚合物类储氢材料不仅在储氢性能方面有了大幅度的提高，而且用于预测其储氢性能的理论模型和理论计算也在不断发展和完善中。含混合配体的配位聚合物的研究已成为当前化学研究中最活跃的领域之一，尤其是含羧酸和含氮杂环的多孔材料，因为它们在催化、吸附气体、化学分离和离子交换等领域具有潜在的应用价值，如李佳.桥联羧酸和吡啶类混合配体构筑金属有机骨架结构化合物的合成、结构和性质研究.吉林大学博士论文，2011都有进行研究。然而，设计合成该类配位聚合物遇到了许多困难，通常在得到的产物中只含单一配体而不是预想中的混合配体。到目前为止，关于结构中同时含有羧酸配体(如H2bdc、H2nck^PH3btc等)和含氮配体 azpy 的配位聚合物的报道很少，如 Chu, C. X. , Zhang, Y. , Zhou, H. , Yuan, A. H. ActaCryst.，2009，E65，1035 ;Zhao，L M.，Zhai，B.，Gao，D. L，Shi, W.，Zhao，B.，Cheng, P. Inorg.Chem. Commun.，2010，13，1014 ;Zhu，L N.，Liang, M.，Wang, Q. L，Wang, W. Z.，Liao, D. Z.，Jiang, Z. H.，Cheng, P. J. Mol. Struct.，2003，657，157 ； Zelenak, V.，Vargova, Z.，Almasi,M.，Zelenakova，A.，Kuchar，J. Micro. Meso. Mat.，2010，129，354 ;Fabelo，0.，Pasdn，J.，CanadiIIas-Delgado, L.，Delgado, F. S.，Yuste，C.，Lloret, F.，Julve, M，Ruiz-Perez,C. CrystEngComm, 2009,11，2169冲都有进行研究。由于这类材料的孔洞易被调节，因此在储氢领域中具有重要应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维多孔配位聚合物及其制备方法与应用，本专利技术制备的配位聚合物可以储氢材料使用。本专利技术的技术方案为一种三维多孔配位聚合物，所述的配位聚合物的分子式为2 2H20 DMF。所述配位聚合物的二级结构单元为晶体属单斜晶系，空间群为C2/c，中心Col和Co2原子分别处于金字塔和八面体配位环境之中，，而Co2原子则表现为六配位的八面体构型；Col和Co中心通过ndc2_和azpy配体桥联形成三维多孔结构。所述配位聚合物结构中的azpy配体呈弯曲构型。一种制备所述的三维多孔配位聚合物的方法，以Co2+和有机配体H2ndc和azpy为前驱体，通过溶剂热法自组装制得三维多孔配位聚合物 2 2H20 DMF。所述的Co2+ 来自 CoCl2 6H20。Co2+、H2ndc 和 azpy 按摩尔比为 I : I : 1，溶剂为 DMF。溶剂热法的反应温度为140 160°C，反应时间为48 72h，随后以3 5°C /小时降至室温，得到紫色块状单晶。所述的三维多孔配位聚合物可作为储氢材料使用。有益效果I.本专利技术所述的三维多孔配位聚合物结构中的azpy呈弯曲构型，这在该类体系中鲜有报道，为合成和探索含混合配体的三维多孔材料开辟了新途径，也为储氢材料领域注入了新的生命力。2.本专利技术所述的三维多孔配位聚合物具有2. 8mmol/g的储氢量，作为储氢材料具有重要的应用前景。附图说明图I为配位聚合物2 2H20 DMF的分子结构图。图2为配位聚合物2 2H20 DMF的拓扑结构图。图3为配位聚合物2 2H20 DMF的红外光谱图。图4为配位聚合物2 2H20 DMF的热重曲线图。图5为配位聚合物2 2H20 DMF的氮气和氢气吸附曲线图。具体实施例方式本专利技术用以下实施说明，但本专利技术并不限于下述实施例，在不脱离前后所述宗旨的范围内，变化实施都包含在本专利技术的技术范围内。一种三维多孔配位聚合物，所述的配位聚合物的分子式为2 2H20 DMF。所述配位聚合物的二级结构单元为晶体属单斜晶系，空间群为C2/c，结构中的Col原子处于五配位的金字塔配位环境之中，而Co2原子则表现为六配位的八面体构型；Col和Co中心通过ndch和azpy配体桥联形成三维多孔结构。具体制备方法为室温时，将CoCl2 6H20、H2ndc和azpy按摩尔比I : I : I溶于DMF后置于不锈钢反应釜中，140 160°C加热48 72h，再以3 5°C /小时降至室温，得到紫色块状单晶。 实施例I 室温时，将 CoCl2 *6H20(0. 0238g,0. lmmol)、H2ndc (0. 0216g，0. ImmoI)和azpy (0. 0184g, 0. lmmol)溶于DMF(IOmL)中，搅拌20分钟,将上述溶液倒入30mL不锈钢反应釜中，在140°C时加热两天，以3°C /小时降至室温，得到紫色块状单晶。对实施例I的表征(I)对实施例I的晶体结构测定在显微镜下选取合适大小的单晶，室温时用经石墨单色化的Mo Ka射线a = 0.71073 A)在BrukerApex II CXD衍射仪上测定单晶的X射线衍射结构，结果见表I :配位聚合物I的晶体学数据。用SADABS方法进行半经验吸收校正，晶胞参数用最小二乘法确定，数据还原和结构解析分别使用SAINT和SHELXL程序包完成，所有非氢原子用全矩阵最小二乘法进行各向异性精修。配位聚合物I的分子结构图和拓扑结构分别见图I和2 : 中心原子Col和Co2通过ndch和azpy配体相连构成三维多孔结构。表I配位聚合物I的晶体学数据分子式C47H39C02N9 On分子量1023.73晶体颜色紫色晶系单斜空间群Cllca/A31.781(2)b/A16.4904(12)c/A23.2119(18)a/090.00PI0117.2850(10)y/090.00Volume / A310811.2(14)Z8密度 / g-cm31.258吸收因子/mm-10.675S1.092Ru o)R2 0.0541，0.1455Rh 01 (all data)0.0686, 0.1503(2)对实施例I的红外光谱表征 配位聚合物I的红外光谱见图3。特征吸收峰为V (C-H)，154Icrn^1 ；v (O-H)，3446cm 1 ；vas (C00-), 1616cm 1 ；vs (C00-本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁爱华，张颖，周虎，王珏，刘晓庆，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：