一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料及制备方法。该材料化学式为[Zn·(C6O5H2)·C5H4N2]·2H2O。以2，5-呋喃二甲酸为主配体，以4，4-联吡啶为辅助配体，锌离子为节点，采用水热方法合成。两个ZnO3N2形成两个三角锥形6-c节点，一对4，4-联吡啶位于两端，四个2，5-呋喃二甲酸位于中间位置，两个(4，6)-网发生滑移形成穿插结构；其结构如下：。该骨架材料的平均孔径为4.024用于催化技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
由于金属有机骨架材料中既有共价键、配位键，又包含分子间弱作用力，在合成方法上富于设计性，且研究内容涉及到有机化学(通过有机合成方法构造配体)、配位化学(有机配体与金属结合成配合物)、物理化学(对非共价键作用力的实验和理论研究)、生物化学(所有底物识别、键合的开始过程)和晶体工程学等，因此配位聚合物常表现出一些独特的化学、物理性质，在非线性光学材料、磁性材料、吸附、发光、超导材料及催化等诸多方 面都有良好的应用前景[2]。早期A. F. Wells将无机晶体结构按照它们的拓扑结构简化为一系列节点，并与周围固定数目的其它节点连接形成特殊的几何构型[3，4]。1989 年，R. Robson 在论文“Infinite polymeric framework consisting ofthree-dimensinal linked rod-like segments” 中，将 Wells 在无机网络结构中的工作拓展到配位聚合物领域，并提出如下设想以一些简单矿物的结构为网络原型，用几何上匹配的分子模块代替网络结构中的节点，用分子链接代替其原型网络中的单个化学键，以此来构筑具有矿物拓扑结构的配位聚合物，而且成功地合成了由4，4’，4”，4”’ -四氰基苯甲烷与Cu+构筑的具有金刚石拓扑的亚铜氰基配位聚合物[5]。1994年日本的Fujita发现由Cd(NO3)JP 4，4’-联吡啶(4，4’-bpy)在H2O-EtOH混合溶剂中制得的具有二维方格网络结构的配位聚合物[Cd(4，4’ -bpy)2 (H2O)2] (NO3)2具有很好的催化活性，能加速氰基甲烷基 化反应[6]。1995年，美国的Moore在Nature上报道了 Ag+与2，4，6-三(对氰基苯基乙炔基)苯形成的具有蜂窝状骨架结构的三维配位聚合物[7]，该化合物具有生物活性，能够促进细胞增大。同年，0. M. Yaghi研究组在Nature上提出了通过选择适当的刚性有机配体与金属离子来构筑金属-有机骨架结构材料，这类材料可以吸附客体分子，在脱去客体分子后骨架不变[8]。之后该研究组合成了非常具有代表性的MOFs系列配位聚合物，成为配位聚合物发展史上的一个里程碑[9]。参考文献[1]M. Eddaoudi, D. B. Moler, H. L. Li, B. L. Chen, T. M. Reineke, M. O，Keeffe,0.M. Yaghi,“Modular Chemistry Secondary Building Units as a Basis for the Designof Highly Porous and Robust Metal-Organic Carboxylate Frameworks，，，Acc. Chem.Res. ，2001，34，319-330.[2]P. Dechambenoit and J. R. Long, “Microporous magnets”，Chem. Soc. Rev.,2010，132，18115-18126.[3]A. F. Wells, “Three Dimensional Nets and Polyhedra”，New York,1977.[4] A. F. Wells, “ Structrual Inorganic Chemistry ”，5 th ed. , Oxford Univ.Press,1983.[5] F. Hoskins, R. Robson，‘‘Inf inite polymeric frameworks consistingof three dimensionally linked rod-like segments”，J. Am. Chem. Soc.，1989，111，5962-5964.[6]M. Fujita, Y. J. Kwon, M. Miyazawa, K. Ogura，“One-dimensional coordinatepolymer involving heptacoordinate cadmium(II) ions，，，Chem. Commun.，1994，1977-1978.[7]G. B. Gardner, D. Venkaraman, J. S. Moore, S. Lee, ^Spontaneous assembly ofa hinged coordination network，，，Nature，1995，374，792-794. [8]0. M. Yaghi，G. M. Li，H. L Li，“Selective binding and removal of guests ina microporous metal-organic framework”，Nature，1995，378，703-706.[9]H. Li, M. Eddaoudi, M. 0，keeffe，0. M. Yaghi，“Design and synthesis of anexceptionally stable and highly porous metal-organic framework”， Nature，1999，402,276-279.
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料的制备方法。一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料，其化学式为[Zn (C6O5H2) -C5H4N2] 2H20，属于正交晶系，Pcc2 空间群，晶胞参数 a = 18. 298(4) A, b =11.405(2) A, c = 15. 185(3) A，a = 90。，P = 90。，Y = 90。，y = I. 582 晶胞体积V = 3168.9(1) A3, Z = 4, Dc = I. 595Mg/m3 ;该骨架材料为两个ZnO3N2形成两个三角锥形6-c节点，一对4，4-联吡啶位于两端，四个2，5-呋喃二甲酸位于中间位置，两个(4，6)-网互相穿插，形成了具有穿插结构的金属有机骨架材料；其结构如图I所示。本专利技术的一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料的制备方法，包括下述步骤和条件按照配比，加入乙醇和N，N- 二甲基甲酰胺组成的混合溶剂，在搅拌下顺次加入锌源、主配体、次配体、搅拌5个小时，将聚四氟乙烯内衬放入反应釜中，然后90°C恒温反应24小时，取出冷却到室温，干燥，得到目标产物；所述的锌源主配体次配体乙醇N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为I 3 0.5 2 0.5 2 50 70 20 40 ;所述的锌源为氧化锌、氢氧化锌、氯化锌或六水硝酸锌；所述的主配体为2，5_呋喃二甲酸，次配体为4，4-联吡啶。用以下仪器及方法对产物进行表征I.挑选一个完美的晶体用于单晶结构分析，单晶衍射数据在Rigaku R-AXISRAPID衍射仪上收集，用石墨单色器单色化的MoK a射线(入=0. 71073 A )，属于正交晶系，空间群是 pcc2，晶胞参数a = 18. 298 (4) A，b = 11.405(2) A, c = 15. 185(3) A, a =90°本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料，其特征在于，其化学式为[Zn·(C6O5H2)·C5H4N2]·2H2O，属于正交晶系，Pcc2空间群，晶胞参数a＝18.298(4)b＝11.405(2)c＝15.185(3)α＝90°，β＝90°，γ＝90°，μ＝1.582晶胞体积V＝3168.9(1)Z＝4，Dc＝1.595Mg/m3；该化合物为两个ZnO3N2形成两个三角锥形6？c节点，一对4，4？联吡啶位于两端，四个2，5？呋喃二甲酸位于中间位置，两个(4，6)？网互相穿插，形成了具有穿插结构的金属有机骨架材料；其结构如下：FDA0000106679680000011.tif,FDA0000106679680000012.tif,FDA0000106679680000013.tif,FDA0000106679680000014.tif,FDA0000106679680000015.tif

【技术特征摘要】
1.一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料，其特征在于，其化学式为[Zn (C6O5H2) C5H4N2] 2H20，属于正交晶系，Pcc2 空间群，晶胞参数 a = 18. 298 ⑷ A，b=11. 405(2) A, c = 15. 185(3) A，a = 90。，@ = 90。，Y = 90。，y = I. 582 晶胞体积V = 3168. 9(1) A3, Z = 4，Dc = I. 595Mg/m3 ;该化合物为两个ZnO3N2形成两个三角锥形6-c节点，一对4，4-联吡啶位于两端，四个2，5-呋喃二甲酸位于中间位置，两个(4，6)-网互相穿插，形成了具有穿插结构的金属有机骨架材料；其结构如下2.按照权利要求I所述一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤和条件把反应釜的聚四氟乙烯内衬取出放在磁力搅拌器上，按照配比，在聚四氟乙烯内衬中加入混合溶剂，在搅拌下顺次加入锌源、主配体、次配体、搅拌5个小时，将聚四氟乙烯内衬放入反应釜中，然后90-120°C恒温反应24-96小时，取出冷却到室温，干燥，得到目标产物；所述的锌源主配体次配体乙醇N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为I 3 0.5 2 0.5 2 50 70 20 40 ;所述的锌源为氧化锌、氢氧化锌、氯化锌或六水硝酸锌；所述的主配体为2，5-呋喃二甲酸，次配体为4，4_联吡啶；所述的混合溶剂是按照摩尔比为50 70 20 40由乙醇和N，N- 二甲基甲酰胺组成的。3.按照权利要求2所述一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤和条件按照摩尔比为56 32加入乙醇和N，N-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂，在搅拌下顺次加入锌源、主配体、次配体、搅拌5个小时，将聚四氟乙烯内衬放入反应釜中，然后90°C恒温反应24小时，取出冷却到室温，干燥，得到目标产物；所述的锌源主配体次配体乙醇N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为2: I : I : 56 : 32;所述的锌源为六水硝酸锌；所述的主配体为2，5_呋喃二甲酸，次配体为4,4-联批P定。4.按照权利要求3所述一种具有穿插结构的呋喃二甲酸锌金属有机骨架材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤和条件按照摩尔比为56 32加入乙醇和N，N-二甲基甲酰胺组成的混合溶剂，在搅拌下顺次加入锌源、主配体、次配体、搅拌5个小时，将聚四氟乙烯内衬放入反应釜中，然后90°C恒温反应24小时，取出冷却到室温，干燥，得到目标产物；所述的锌源主配体次配体乙醇N，N-二甲基甲酰胺的摩尔比为2 I 0. 5 56 32 ;其余的同权利要求3。5.按照权利要求3所述一种具有穿插结构的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚丰，高月，秦晓琳，许月，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：