混合配体金属有机骨架化合物材料的制备及其传感应用

摘要

本发明涉及混合配体金属有机骨架材料的制备方法及其有机溶剂传感性能。以一缩二乙醇酸(H₂oda)、联吡啶为配体，采用直接溶剂热合成法制备了新型的过渡金属-oda-联吡啶混合配体金属有机骨架化合物[Co₂(oda)₂(4，4’-bipy)]DMF(材料1)和[Cu(oda)(2，2’-bipy)]₂(材料2)。制备步骤如下：将过渡金属无机盐、一缩二乙醇酸、联吡啶配体溶解于水或有机溶剂中，将上述混合溶液于70～220℃晶化反应5～120小时，自然降温后取出，经过抽滤、洗涤和干燥，制得金属有机骨架化合物。本发明制备工艺简单，能够在温和条件下得到一类新型的金属有机骨架化合物。应用石英晶体微天平(QCM)评价了系列材料对于一系列溶剂分子及气体的传感性能，发现[Co₂(oda)₂(4，4’-bipy)]DMF对水、二氧化碳、氧气具有良好的传感性能；而[Cu(oda)(2，2’-bipy)]₂则对水、甲醇、乙醇、吡啶、甲苯具有良好的传感性能。两种材料对溶剂及气体的选择性不同应归因于二者晶体结构的不同。

主权项

过渡金属‑oda‑联吡啶金属有机骨架化合物材料，其特征在于：材料1，该材料为三维立体骨架结构；结构式为[Co₂(oda)₂(4,4’‑bipy)]DMF，分子式为C₂₁H₂₂Co₂N₃O₁₁，属于正交晶系，Pbcn空间群，晶胞参数a = 23.695Å，b = 10.2775Å，c = 9.9729Å，晶胞体积为2428.7ų,Z＝4；Co(II)以六配位形式存在；结构显示该材料有2种二维孔道：大孔孔口有效直径为7×4 Å、5×4 Å；小孔孔口有效直径为8×1 Å、5×4 Å；其中，oda为脱去两个质子的一缩二乙醇酸，4,4’‑bipy为4,4’‑联吡啶。