[发明专利]一种基于双功能吡啶羧酸卟啉配体的Eu的金属-有机框架材料的制备及应用

说明书

一种双功能吡啶羧酸卟啉配体的Eu的金属有机框架材料的制备及应用，属于晶态材料的技术领域。该材料是由Eu₆簇、邻氟苯甲酸分子、DMF和双功能吡啶羧酸卟啉配体5'，5””‑(10,20‑二吡啶‑5,15‑二取代)双([1,1'：3'，1”‑三联苯]‑4,4”‑二羧酸)卟啉‑Co(II)(Co‑BBCPPP‑Py)构成，化学分子式为[C₈₁H₅₁CoEu₃FN₇O₁₈]。该金属‑有机框架的合成为封闭条件下，Co‑BBCPPP‑Py与六水合硝酸铕在DMF和邻氟苯甲酸的混合溶液中，经由溶剂热反应得到金属有机框架材料的晶体；此金属有机框架材料显示出较高的二氧化碳吸附能力和催化转化能力。

技术领域

本发明属于晶态材料的技术领域，技术涉及金属-有机配位聚合物材料，特征是一种双功能吡啶羧酸卟啉配体的Eu的金属-有机框架材料的合成方法及其应用研究。

背景技术

金属有机框架(Metal-organic frameworks，MOFs)材料，也称为多孔配位聚合物，是由金属离子/金属簇和有机配体通过配位键连接而形成的具有周期性网络结构的晶态材料,作为一类新型的多孔材料，MOFs具有比表面积大、孔隙率高、孔道可调等优点，在气体存储/分离、催化、传感、质子传导等领域显示出良好的应用前景。MOFs结构的多样性主要源于配体的多样性以及金属离子或金属簇的多样性，因此可以通过合理设计新型的配体来获得具有新结构的MOFs。

在众多MOFs中，金属卟啉MOFs引起了许多科研人员的关注，其快速发展的原因主要有两个：第一，金属卟啉分子是生命体中不可或缺的成分，比如血红素是含有铁的卟啉化合物，叶绿素是含有镁的卟啉化合物等，这些自然界中的卟啉分子具有优异的生物学性能，比如光的捕获，氧气的传输与催化等。为了模仿它们不同的生物学性能，利用设计得到的卟啉配体用于构筑MOFs变得十分具有吸引力。第二，金属卟啉分子具有较高的热稳定性和化学稳定性，因此卟啉和金属卟啉分子在构筑稳定配位聚合物上展现出巨大的潜力。目前用于构筑卟啉MOFs的配体主要分以下三个方向：(1)包含羧酸基团的卟啉配体；(2)包含吡啶基团的卟啉配体；(3)包含其他基团的卟啉配体。但是，基于双功能卟啉配体的MOFs报道较少，这就大大限制了卟啉MOFs的结构多样性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双功能吡啶羧酸卟啉配体的Eu的金属-有机框架材料和制备方法及其应用。

本发明的一种基于双功能吡啶羧酸卟啉配体的Eu的三维金属-有机框架材料，其特征在于，是由Eu₆簇、邻氟苯甲酸分子、N,N-二甲基甲酰胺分子(DMF)和双功能吡啶羧酸卟啉配体构成的金属-有机框架材料，化学分子式为[C₈₁H₅₁CoEu₃FN₇O₁₈]，其中双功能吡啶羧酸卟啉配体为5'，5””-(10,20-二吡啶-5,15-二取代)双([1,1'：3'，1”-三联苯]-4,4”-二羧酸)卟啉-Co(II)(Co-BBCPPP-Py)，结构式如下所示：

该金属-有机框架材料具有三维框架结构，从框架连接构筑的角度，该金属-有机框架的晶体结构属于正交晶系，空间群为Pnna，晶胞参数为：a＝41.3724(14),b＝14.4599(9),c＝38.7566(11),α＝γ＝β＝90°。