[发明专利]一种铅基微孔吸附材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种铅基微孔吸附材料，其特征在于，所述铅基微孔吸附材料的化学式为[Pb₆(μ₄-O)₂(pia)₄]·4DMF；

其中，pia为5-(吡啶-4-基)间苯二甲酸阴离子，DMF为N,N-二甲基甲酰胺；

所述的铅基微孔吸附材料在核电站尾气或废液处理中放射性碘识别或捕获中的应用，所述铅基微孔吸附材料在330nm激发下，呈明亮青白色，当吸附气相和水溶液中的碘分子后，荧光猝灭，实现碘的捕获和识别检测；

该铅基微孔吸附材料为晶态微孔金属有机框架化合物，结晶于Hexagonal晶系，空间群为P6₂22，单胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°，Z＝6；材料密度ρ＝7.813g cm^-3。

2.根据权利要求1所述的一种铅基微孔吸附材料，其特征在于，该铅基微孔吸附材料的晶体学最小不对称单元包括两个Pb²⁺，一个pia配体阴离子和一个μ₄配位的O^2-离子；

两个Pb²⁺命名为Pb1和Pb2，其中，Pb1和Pb2均采取八配位模式，Pb1分别与来自四个不同pia配体的六个羧基氧原子进行配位，另外两个氧原子来自于两个不同μ₄-O^2-离子；

Pb2分别与来自四个不同pia配体上的六个羧基氧原子进行配位，另外一个氧原子来自于μ₄-O^2-离子，还有一个配位原子来自pia配体上的氮原子；

Pb1和Pb2通过八个羧酸根和两个四连接μ₄-O^2-离子连接形成[Pb₆(μ₄-O)₂(COO)₈]高核簇。

3.根据权利要求2所述的一种铅基微孔吸附材料，其特征在于，该铅基微孔吸附材料是由[Pb₆(μ₄-O)₂(COO)₈]高核簇单元通过pia作为三角形桥连配体拓展形成的三维多孔网络结构；

该三维多孔网络结构的拓扑类型为3,12-连接的拓扑网；

该三维多孔网络结构在晶体学c方向具有圆形窗口、孔径1nm的一维纳米孔道。

4.根据权利要求1所述的一种铅基微孔吸附材料，其特征在于，所述铅基微孔吸附材料热稳定性温度达到375℃；

所述铅基微孔吸附材料在pH＝2或pH＝12酸/碱水溶液中保持24h以上，保持框架稳定。

5.根据权利要求1所述的一种铅基微孔吸附材料，其特征在于，所述铅基微孔吸附材料具有34.4％的孔穴率，77K下氮气饱和吸附量达到108.5cm³ g^-1，Langmuir比表面积超过350m²/g。

6.权利要求1～5任意一项所述的铅基微孔吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将Pb²⁺的可溶性盐和5-(吡啶-4-基)间苯二甲酸按照摩尔比为(0.5～2)：1分别称取；

(2)将5-(吡啶-4-基)间苯二甲酸搅拌溶解于8～12mL N,N-二甲基甲酰胺溶液中，将Pb²⁺的可溶性金属盐搅拌溶解于1～3mL N,N-二甲基甲酰胺溶液中，随后将两种溶液混合，得到混合溶液；

(3)向混合溶液中缓慢滴加2～4mL三乙胺，得到白色浊液，搅拌10～30min制备得到反应母液；

(4)将反应母液在100～140℃下恒温反应24～96h，冷却至室温，过滤沉淀并用N,N-二甲基甲酰胺洗涤，得到无色透明条状晶体；

(5)将无色透明条状晶体在有机溶剂中浸泡1-3天并多次替换有机溶剂，随后将浸泡后的晶体过滤晾干，在100～200℃下保温并抽真空处理，获得所述铅基微孔吸附材料。

7.根据权利要求6所述的铅基微孔吸附材料的制备方法，其特征在于，有机溶剂采用乙醇、二氯甲烷或丙酮。