一种多孔金属有机框架杂化材料及其制备方法和应用

摘要

一种多孔金属有机框架杂化材料，其化学式为[Cu₄O₂(tpa)₂]·2NO₃·DMA，式中Htpa为4-(4-苯乙酸基)-1,2,4-三氮唑、DMA为N，N-二甲基乙酰胺；该杂化材料以四水合硝酸铜为金属盐、4-(4-苯乙酸基)-1,2,4-三氮唑为有机配体合成。本发明的优点是：1）合成原料廉价易得、条件温和、易于大批量制备，放大量合成过程中晶型可以得到保持；2）该产品具有耐酸耐碱的良好性能，并且在沸水环境中结构也可以得到保持；3）该产品在273K时对CO₂的吸附量能达到52cm³g^-1，而N₂的吸附量只有3.4cm³g^-1，因此在CO₂的选择性吸附方面具有良好的潜在应用价值。

主权项

一种多孔金属有机框架杂化材料的制备方法，所述杂化材料的化学式为[Cu₄O₂(tpa)₂]·2NO₃·DMA，式中Htpa为4‑(4‑苯乙酸基)‑1,2,4‑三氮唑、DMA为N，N‑二甲基乙酰胺，金属－有机框架中两个μ₃‑氧原子连接四个Cu²⁺离子形成四核Cu簇次级构筑单元(SBUs)，每个Cu²⁺离子均为五配位，处于对角线顶点位置的两个铜离子与两个氮原子和三个氧原子配位形成变形四角锥几何构型，三个配位的氧原子中的一个氧原子为μ₃‑氧原子，另外两个氧原子分别来自双齿桥连的羧基官能团，两个配位氮原子分别来自双齿桥连的三唑基配体和单齿配位的三唑基配体，另外两个铜离子与一个来自双齿桥连三唑基配体的氮原子、两个μ₃‑氧原子及一个来自双齿桥连羧基配体的氧原子配位形成变形四角锥几何构型，其特征在于：以四水合硝酸铜为金属盐，4‑(4‑苯乙酸基)‑1,2,4‑三氮唑作为有机配体，合成步骤如下:1)将四水硝酸铜与4‑(4‑苯乙酸基)‑1,2,4‑三氮唑混合均匀得到混合物，然后加入到DMA中，常温搅拌30min，得到混合液；2)将上述混合液在80℃下烘制24h，然后将固体分离；3)用DMA将上述固体洗涤3‑5次，即可得到蓝色条状杂化材料晶体。