[发明专利]一种金属配聚物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及配位聚合物技术领域，具体涉及一种金属配聚物及其制备方法和应用。本发明提供了一种金属配聚物，本发明以bpe为辅助配体，通过与过渡金属离子Cd(II)离子和多羧酸配体(dppa)^4‑配位，得到无色晶体{[Cd₂(dppa)(bpe)_1.5]·H₂O}_n。本发明提供的金属配聚物具有较高的稳定性，而且能够动态化控制金属配聚物的孔洞结构，适宜在分子识别、吸附、催化或光学等技术领域中推广应用。

技术领域

本发明涉及配位聚合物技术领域，具体涉及一种金属配聚物及其制备方法和应用。

背景技术

运用晶体工程的原理及方法设计、制备具有特定结构和性能的配位聚合物(简称配聚物)是当前配位化学、超分子化学、材料化学及相关领域的研究热点之一。作为一类新型分子基晶体材料，配聚物(尤其是微孔配聚物)在客体交换与分离、气体储存、电致发光、选择性催化、分子识别、手性拆分及微孔器件等诸多方面均显示出潜在的应用前景。这类化合物的应用主要取决于它们的桥联分子与金属的连接类型，研究基本上集中在以有机配体和金属离子为单元构筑各类具有功能特性的聚合物。配聚物通过配位作用和弱作用力(如氢键和芳香堆积作用)的结合获得动态的微孔特性，使其可以应用于高效的客体储存、吸附、催化和磁性调节。

芳香多羧酸配体是设计孔洞材料中最常用的配体，这类配体不仅有多个羧基与金属离子结合，能够表现出丰富的配位模式而产生更多新颖的结构；而且这类配体可以根据去质子的程度，同时作为氢键受体和给体。多齿螯合配位键的稳定性和芳香族羧酸配体的刚性结构还保证了吸附和脱附后配合物结构的稳定。一些刚性的多羧酸配体如对苯二酸(BDC)、均苯三酸(BTC)和均苯四酸(BTEC)及其衍生物和类似物可以得到具有选择性吸附性质的较稳定的“沸石”结构。另外，一些柔性的羧酸配体如琥珀酸，1,4-环己二酸也可得到孔洞材料，这类配体不仅具备刚性多羧酸配体的优点，而且羧酸具有多种构型，如顺-顺、反-反、顺-反，不同的构型对应不同的配位模式，这就为设计合成具有新颖结构和性质的配聚物提供了更多的可能性，其形成的孔洞结构更易于实现动态化控制。但与刚性的羧酸配体相比，这些柔性羧酸配体较难得到晶体，想要以此为原料制备配聚物仍面临着一定的技术障碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属配聚物及其制备方法和应用，本发明提供的金属配聚物为无色晶体，具有较高的稳定性，而且能够动态化控制金属配聚物的孔洞结构，适宜在客体储存、吸附、催化或光学等技术领域中推广应用。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种金属配聚物，所述金属配聚物的化学式为{[Cd₂(dppa)(bpe)_1.5]·H₂O}_n，其中，(dppa)^4-为5-(3',4'-二羧基苯氧基)间苯二甲酸离子，bpe为1,2-二(4-吡啶基)乙烷；所述{[Cd₂(dppa)(bpe)1.5]·H₂O}_n为无色晶体，属于Triclinic晶系，空间群为P-1，晶胞参数为α＝101.157(2)°，β＝96.070(2)°，γ＝110.9130(10)°，

优选地，所述金属配聚物具有三维网状结构，所述金属配聚物的的孔径为孔隙率为3～5％，微孔体积为

本发明提供了上述技术方案所述金属配聚物的制备方法，包括以下步骤：

(1)提供含镉盐、5-(3',4'-二羧基苯氧基)间苯二甲酸和1,2-二(4-吡啶基)乙烷的混合溶液；

(2)调节所述混合溶液的pH值至5～7.5，进行脱质子反应，得到预反应溶液；

(3)将所述预反应溶液进行水热反应，得到所述金属配聚物。