[发明专利]一种二维层状水稳定染料吸附剂及制备方法

权利要求书

1.一种二维层状水稳定染料吸附剂，其特征在于，所述二维层状水稳定染料吸附剂是一种基于2,3-二(4-氨基-3-甲基苯甲酸)-1,4-喹喔啉(H₂QDAB)为配体的Zn金属-有机骨架水稳定二维层状染料吸附剂，其化学式为化学结构式为[Zn(QDAB)(H₂O)]·2H₂O，能够选择性吸附水溶液中的甲基蓝和结晶紫两种染料；从连接构筑的角度，在该二维层状水稳定染料吸附剂中Zn(Ⅱ)是五个配位的，它除了由两个氨基原位形成的亚胺氮原子螯合基配位外，还与另外两个不同配体提供的两个单齿羧酸基的两个氧原子以及一个水分子配位，从而形成一个四方锥配位环境；该水分子可以脱去，从而形成一个不饱和金属配位点，由于氨基上质子上转移到喹喔啉基上吡嗪环的两个氮原子上从而形成未配位的活性N-H基团；在QDAB^2-配体桥联下形成一个二维双层状化合物；QDAB^2-配体和金属Zn原子都是三连接的节点，形成一个二维fes拓扑结构，其符号为(4·8²)；在喹喔啉环之间的强π···π键作用下，二维双层结构进一步堆积成一个拥有一维通道的三维金属-有机骨架结构，通道大小为晶格水分子作为客体分子，在氢键的相互作用有助于晶体的堆积，从而形成一定空隙，计算得到的总溶剂可达空隙体积为/cell，占晶体体积的34.8％；由于质子转移，喹喔啉环上吡嗪两个氮原子和氢结合产生的N-H基团对称的分布在孔道壁上；所述二维层状水稳定染料吸附剂的制备方法如下：在密封条件下，将有机配体2,3-二(4-氨基-3-甲基苯甲酸)-1,4-喹喔啉(H₂QDAB)和Zn(NO₃)₂·6H₂O混合加入到DMF和H₂O的混合溶液中，加入与H₂QDAB等摩尔量的NaOH经由热反应得到该金属-有机骨架的晶体；其中H₂QDAB和Zn(NO₃)₂·6H₂O的摩尔比为1:1.2-1:2，反应温度为80-100℃，反应时间为72h；用DMF和H₂O的混合溶液洗涤所得到的无色晶体，在空气中直接干燥，得到所述二维层状水稳定染料吸附剂。

2.如权利要求1所述的一种二维层状水稳定染料吸附剂，其特征在于，DMF和H₂O的混合溶液中，DMF和H₂O的体积比为1:1。

3.如权利要求1所述的一种二维层状水稳定染料吸附剂，其特征在于，反应温度为90℃。