[发明专利]多孔金属-有机骨架材料、制备方法及其吸附分离应用

权利要求书

1.一类基于吡唑配体的三维金属-有机框架材料，其特征在于，化学分子式为[M(BDP)]，其中金属节点M为Zn或Co，H₂BDP为有机配体1,4-二（1H-吡唑-4-基）苯；

从框架连接构筑的角度，该类的三维金属-有机骨架材料的晶体结构属于立方晶系，空间群为I4₁22；

在该三维金属-有机骨架中，存在一种晶体学独立的金属离子Co²⁺或Zn²⁺，该金属以四面体的配位模式和四个来自不同配体的N原子配位，在配合物结构中配体H₂BDP的两个H质子全部脱除，BDP^2- 配体的每个吡唑基团桥连两个相邻的金属离子形成一个螺旋金属链；BDP^2- 配体与螺旋金属链交替连接构成了一个三维的框架；

在沿着晶体学c轴方向存在一个边长为4.2 Å四边形的一维孔道；在该三维金属-有机框架材料中，每两个BDP^2- 配体的苯环平面之间存在“面对面”平行π-π堆积，两个苯环平面之间的距离为3.7 Å，由于“面对面”π-π堆积的排斥作用使得该框架材料中的BDP^2- 配体呈弓形，弧度大约为23.4^o；

制备方法，包括以下步骤：密封条件下，有机配体1,4-二（1H-吡唑-4-基）苯H₂BDP与相应的金属盐Co(NO₃)₂·6H₂O或Zn(NO₃)₂·6H₂O以及间苯二甲酸在DMF、乙醇和水的混合溶液中，经由热反应分别得到[Co(BDP)]或[Zn(BDP)]金属-有机框架材料；

其中有机配体1,4-二（1H-吡唑-4-基）苯H₂BDP与金属盐的摩尔比为1 : (1~3)，每0.1毫摩尔的金属盐对应0.1~0.2毫摩尔的间苯二甲酸，4毫升~8毫升的DMF，混合溶液的比例范围为DMF:乙醇:水 = 1 : (0.4~1) : (0.6~1)；所述溶剂热反应的温度为120 ℃-160 ℃，反应时间为24-48小时。

2.权利要求1所述的该类三维金属-有机骨架材料的应用，用于低碳C1-C4同碳原子数的烯烃和烷烃中烷烃的吸附，进行分离，压力小于等于1bar，温度大于298K。