本发明专利技术属于膜材料及其分离技术领域，具体涉及一种配位聚合物膜材料，制备方法及该膜材料在混合气体或手性同分异构体分离方面的应用。所涉及的配位聚合物Ni2(L-asp)2bpy膜材料是由金属镍离子和L-天冬氨酸（L-asp）、4，4-联吡啶（bpy）配位形成的具有均一孔道大小的三维孔材料，金属镍和L-天冬氨酸的氧原子配位形成层，再与4，4-联吡啶中的氮原子配位柱撑起来形成三维骨架结构。本发明专利技术通过选择不同的载体和载体预处理方法，采用原位或二次生长的方法在不同的溶剂热条件下得到该配位聚合物膜材料。结果表明，本发明专利技术的膜材料对混合气体或手性同分异构体具有很好的分离效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜材料及其分离
，具体涉及ー种配位聚合物膜材料，制备方法及该膜材料在混合气体或手性同分异构体分离方面的应用。
技术介绍
配位聚合物通常是指小分子配体与金属离子通过自组装过程形成的具有周期性网络结构的金属有机骨架晶体材料。这ー类材料既不同于一般的有机聚合物，也不同于Si-O类的无机聚合物，它不仅具有与沸石分子筛相似的晶体结构，而且通过拓扑结构的定向设计和有机官能团的拓展可以获得不同尺寸的孔道和孔穴，同时具有独特的光、电、磁等性质。作为ー种新型分子功能材料，它跨越了无机化学、配位化学、有机化学、物理化学、超 分子化学、材料化学、生物化学、晶体工程学和拓扑学等多个学科领域。因此，近年来配位聚合物的设计合成、结构及性能研究迅速发展成为跨学科的研究热点之一。配位聚合物材料作为ー种新型的无机多孔材料，它的研究方法和研究目的主要集中在如何通过有机官能团的设计和拓展来实现孔道尺寸的突破。人们不遗余力的设计、合成和寻找新的有机配体，期望获得更大的孔道和空穴结构。近十年人们花了大量的精力和物力致力于设计合成具有新结构的配位聚合物晶体材料，但对于配位聚合物膜材料的研究少之又少，因为这类材料像分子筛材料一样拥有规则排列的孔道结构、孔道大小、连通性和可控性，而且孔道可以被设计或修饰来达到材料性质的多祥化，例如可以克服分子筛孔道尺寸限制的缺点，分子筛的孔道半径在O. 4 2nm之间，而金属有机框架的孔道可以达到更大或更小的范围。甚至有的配位聚合物材料的孔道可以伸缩产生呼吸现象。综合以上优势，配位聚合物膜材料引起了人们制备和研究的兴趣。手性化学近几年一直受到广泛的关注，这是因为具有不同手性结构的两种同分异构体在应用上的作用有着天壤之别，例如，萘普生(甲氧萘丙酸)这种药物的ー种手性构型的是另ー种手性抗炎药物活性的28倍；多巴胺的ー种对映体，用来治疗帕金森症，可以作用于神经细胞控制颤抖，而其另ー种对映体对神经细胞来说是有毒的。使用药物活性更高的对映体有以下几种优点I.更少的副作用；2.病人可以相应地服用少剂量的药物；3.可以省去生产我们不希望得到的对映体所帯来的浪费；4. “原来的外消旋产品转换”带来新的商机。膜分离领域过去有ー些高分子膜材料被用于手性同分异构体的分离，但其制备过程比较复杂，且高分子膜材料可能会和分离的化合物反应，限制其应用。尽管配位聚合物膜已经广泛的研究用于不同气体的分离，但用于分离有机液体的研究还是极少的。特别是对手性同分异构体的分离
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种配位聚合物膜材料，其制备方法以及利用该配位聚合物膜材料进行混合气体或手性同分异构体的分离。所涉及的配位聚合物Ni2(L-asp)2bpy膜材料是由金属镍离子和L-天冬氨酸(L-asp)、4,4_联卩比唳(bpy)配位形成的具有均一孔道大小的三维孔材料,金属镍原子和L-天冬氨酸的氧原子配位形成层，再与4，4_联吡啶中的氮原子配位柱撑起来形成三维骨架结构。本专利技术通过选择不同的载体和载体预处理方法，采用原位或二次生长的方法在不同的溶剂热条件下得到配位聚合物膜材料，其步骤如下I、载体的预处理A)将2 5层的单层镍网(100 400目)在10 200MPa的压机上压成镍网片，或将平均粒径10 20微米的镍粉在10 200MPa的压机上压成孔径小于I微米、孔隙率 为30 40%、厚度为I 3mm的镍基微滤膜片；B)将镍基微滤膜片、单层镍网或镍网片放入烧杯中，向烧杯中加入质量比为I :O. 01 O. I的去离子水和洗涤剂(エ业或民用洗涤剂均可)，超声10 30分钟；将镍基微滤膜片、单层镍网或镍网片取出后放入烧杯中，加入去离子水超声处理10 15分钟，倒掉烧杯中的液体；重复去离子水超声处理步骤2 5次，取出后放入80 150°C烘箱中干燥I 5小时，从而得到清洗好的镍基微滤膜片、单层镍网或镍网片载体；2、生长原位生长在烧杯中加入质量比为I :0· I 10 0. I 10 :1 100的L_asp、bpy、水和甲醇，搅匀后得到反应母液，再将反应母液转入到不锈钢外売、聚四氟こ烯内衬的反应釜中，将清洗好的镍基微滤膜片或镍网片载体水平浸入反应母液中，拧紧反应釜盖，然后将反应釜放入100 200°C烘箱中进行原位生长I 5天，之后将反应釜取出后冷却至室温，最后从反应爸中取出生长好的配位聚合物Ni2 (L_asp)2bpy膜；或二次生长I)首先制备Ni (L-asp) (H2O) 2，将NiCO3和L_asp按I :0. 5 2的质量比加入到水中，加热搅拌使溶解，并保持在80 100°C下使水不断蒸发，待有晶体析出时，停止加热，自然冷却到室温后放入冰箱在O 5°C下保持5 20小时使晶体全部析出，过滤并在室温下自然干燥得到Ni (L-asp) (H2O)2 ；2)然后，在烧杯中加入质量比为I :0· I 10 0. I 10 :1 100的L_asp、bpy、水和甲醇，搅匀后得到反应母液，再将反应母液转到入不锈钢外売、聚四氟こ烯内衬的反应釜中，将清洗好的单层镍网载体水平浸入反应母液中，拧紧反应釜盖，然后将反应釜放入100 200°C烘箱中进行原位生长I 5天，之后将反应釜取出后冷却至室温，最后从反应爸中取出生长有配位聚合物Ni2 (L-asp)2bpy晶种的单层镍网载体；3)再在烧杯中加入质量比为I :0. I 10 :1 100 :1 100的Ni (L_asp) (H2O)2'bpy、水和甲醇，搅匀后得到反应母液，再将反应母液转入到不锈钢外売、聚四氟こ烯内衬的反应釜中，将上述长好有配位聚合物Ni2 (L-asp)2bpy晶种的单层镍网载体竖直浸入反应母液中，拧紧反应釜盖，然后将反应釜放入100 200°C烘箱中进行原位生长I 5天，之后将反应釜取出后冷却至室温，最后从反应釜中取出二次生长好的配位聚合物Ni2 (L-asp) 2bpy膜。3、膜材料的活化将生长好的配位聚合物Ni2 (L-asp) 2bpy膜放入100 200°C烘箱中5 10小时，取出自然冷却到室温，从而得到去除水和甲醇客体分子的活化好的膜材料，所得材料的孔道大小为3.8X4.7A。本专利技术所述的配位聚合物膜材料可广泛用于混合气体(H2/C02，H2/CH4，H2/N2等)、手性同分异构体(手性ニ醇同分异构体、手性氨基酸，手性药物分子)的分离。本专利技术分离手性ニ醇同分异构体的测试方法为渗透汽化模式下的液体分离测试方法，不同温度、压强和组成的手性ニ醇同分异构体在本专利技术所制备的膜的表面流过，另ー面通过减压的方法将通过膜的组分汽化收集到冷阱(77K)中的收集瓶中，通过膜表面的有效面积、收集时间和收集样品的质量计算通透率，将得到的组分进行气相色谱分析进行组成鉴定，从而确定膜的分离因子。本专利技术涉及的相关测试条件和方法 扫描电子显微镜照片SEM是使用的是JEOL的JSM-6510A AnalyticalScanningiiletron Microscope。X光电子衍射谱图XRD测试使用的是SHIMAZU的LabX XRD-6000X-ray Diffract Meter。采用Cu发射场，扫描2theta范围为4 40°。气相色谱分析岛津GC2014 ;柱温30°C ;检测器TCD，混合气体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种配位聚合物膜Ni2(L？asp)2bpy材料，其特征在于：是由金属镍离子和L？asp、bpy配位形成的具有均一孔道大小的三维孔材料，金属镍和L？asp的氧原子配位形成层，再与bpy中的氮原子配位柱撑起来形成三维骨架结构。
【技术特征摘要】
1.一种配位聚合物膜Ni2(L-asp)2bpy材料,其特征在于是由金属镍离子和L_asp、bpy配位形成的具有均一孔道大小的三维孔材料，金属镍和L-asp的氧原子配位形成层，再与bpy中的氮原子配位柱撑起来形成三维骨架结构。2.权利要求I所述的ー种配位聚合物膜材料的制备方法，其步骤如下 (1)载体的预处理 A)将2 5层、100 400目的单层镍网在10 200MPa的压机上压成镍网片，或将平均粒径10 20微米的镍粉在10 200MPa的压机上压成孔径小于I微米、孔隙率为30 40%、厚度为I 3mm的镍基微滤膜片； B)将镍基微滤膜片或镍网片放入烧杯中，向烧杯中加入质量比为I:0. 01 O. I的去离子水和洗涤剂，超声10 30分钟；然后将镍基微滤膜片或镍网片取出后放入烧杯中，カロ 入去离子水超声处理10 15分钟，倒掉烧杯中的液体；重复去离子水超声处理步骤2 5次，取出后放入80 150°C烘箱中干燥I 5小吋，从而得到清洗好的镍基微滤膜片或镍网片载体； (2)生长: 在烧杯中加入质量比为I :0. I 10 :0. I 10 :1 100的L-asp、bpy、水和甲醇，搅匀后得到反应母液，再将反应母液转入到不锈钢外売、聚四氟こ烯内衬的反应釜中，将清洗好的镍基微滤膜片或镍网片载体水平放入反应母液中，拧紧反应釜盖，然后将反应釜放入100 200°C烘箱中进行原位生长I 5天，之后将反应釜取出后冷却至室温，最后从反应爸中取出生长好的配位聚合物膜Ni2 (L-asp)2bpy ； (3)膜材料的活化 将生长好的配位聚合物膜Ni2 (L-asp)2bpy放入100 200°C烘箱中5 10小时，取出自然冷却到室温，从而得到去除水和甲醇客体分子的活化好的膜材料。3.权利要求I所述的ー种配位聚合物膜材料的制备方法，其步骤如下 (1)载体的预处理 将单层镍网放入烧杯中，向烧杯中加入质量比I :0. 01 O. I的去离子水和洗涤剂，超声10 30分钟；然后将单层镍网取出后放入烧杯中，加入去离子水超声处理10 15分钟，倒掉烧杯中的液体；重复去离子水超声处理步骤2 5次，然后将单层镍网取出后放入80 150°C烘箱中干燥I...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛铭，康子曦，范黎黎，栗焕，裘式纶，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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