[发明专利]一种新型微孔-有机骨架金属铅配合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及多孔杂化材料领域，具体涉及一种新型微孔-有机骨架金属铅配合物及其制备方法，所述配合物具有三维超分子网络结构，可以作为多孔杂化材料被进一步开发应用。

背景技术

目前，多孔杂化材料即已在气体储存、分离、离子交换、催化、手性、导电、磁性、非线性光学和药物输送等方面表现出越来越诱人的应用前景。微孔金属-有机骨架化合物是有机配体和金属离子之间通过配位键形成的具有孔洞的高度规整的无限网络结构的聚合物。由于其具有结构可调控、修饰、热稳定性好，以及具备了一般有机化合物与无机化合物的特点，结合了复合高分子和配位化合物两者的特性，已成为当前国际化学界的一个十分重要、也是十分热门的领域。

发明内容

基于有机配体和金属离子之间通过配位键形成的具有孔洞的高度规整的无限网络结构的聚合物，具有结构可调控、修饰、热稳定性好，以及具备了一般有机化合物与无机化合物的特点，结合了复合高分子和配位化合物两者的特性，本发明主要目的在于提供一种结构可调控、修饰、热稳定性好的新型微孔-有机骨架金属铅配合物；另一目的是提供该该配合物的制备方法和应用。

本发明的技术方案是提供一种新型微孔-有机骨架金属铅配合物，所述配合物具有以下化学式：

[Pb·(H₂btc)]_∞

其中，所述(H₂btc)为4-(4-吡啶)-间苯二甲酸。

具体的，所述(H₂btc)^a的结构式如式(I)所示，

对所述配合物进行晶体结构测试后，其测试结果如下：

所述配合物为Rhombohedral晶系，R-3空间群，晶胞参数α＝90°，β＝90°，γ＝120°，

具体的，所述配合物的基本结构是一个三维网络结构，不对称单元包含一个铅离子，一个4-(4-吡啶)-间苯二甲酸根桥连成一个新的配位聚合物，铅原子属于六配位结构，来自4-(4-吡啶)-间苯二甲酸根配体的四个氧原子(03，04，05和06)，它们的Pb-O键长分别为2.513(4)°，2.444(4)°，2.728(4)°和2.380(4)°；来自4-(4-吡啶)-间苯二甲酸根配体的一个氮原子N，它们的Pb-N键长分别为2.606(5)°；氧铅之间的键角O-Pb-O的范围为50.36(11)°到154.40(13)°，氮铅之间的键角O-Pb-N的范围为77.95(14)°到130.85(14)°。另外，存在分子外的配位水的氢键：(d(O(1)-H(1W)...O(2)A)＝3.39(8)/％A，(d(O(1)-H(2W)...O(1)C)＝3.39(5)/％A，d(O(1)-H(2W)...O(1)B)＝2.29(9)/％A)，d(O(2)-H(3W)...O(2)D)＝2.806(14)/％A)；除此以外，配位水和4-(4-吡啶)-间苯二甲酸根配体之间也存在氢键：(d(O(2)-H(4W)...O(3))＝2.730(12)/％A。这些氢键的对称码为：A：x，y，z+1；B：y+1/3，-x+y+2/3，-z+5/3；C：-x+y+1，-x+1，z；D：x-y+1/3，x-1/3，-z+2/3。最后，所有这些键共同连接形成铅的配合物的三维微孔结构。

本发明还提供了上述新型微孔-有机骨架金属铅配合物的制备方法，具体步骤为，在水热的条件下，以每1L水中加入0.01mol～0.03mol的4-(4-吡啶)-间苯二甲酸以及0.01mol～0.03mol的铅盐的比例，将4-(4-吡啶)-间苯二甲酸和铅盐溶于水，并封入反应釜中，以每小时8℃～15℃的升温速率加热至120～160℃，维持此温度72h～120h天，然后自然条件下降至室温，即可得到无色块状晶体，然后，将得到的无色块状晶体在室温下自然晾干，得到目标产物。

优选地，所述的铅盐为硝酸铅。

优选地，所述升温速率为每小时10℃～12℃。

优选地，所述反应釜温度加热至150℃～165℃后，维持此温度96h。

本发明提供的新型微孔-有机骨架金属铅配合物可作为多孔杂化材料的应用。