[发明专利]一种铜过渡金属有机框架材料的制备方法及应用

权利要求书

1.一种铜过渡金属有机框架材料的制备方法，包括铜过渡金属有机框架材料，其特征在于，铜过渡金属有机框架材料的化学式为[Cu₂(bip)₂(SO₄)₂(H₂O)₂]，其中bip为3,5-双(1-咪唑)吡啶，该化合物的不对称单元是由2个金属Cu²⁺、2个配位的3,5-双(1-咪唑)吡啶、4个配位水分子和2个配位的SO₄^2-组成，该化合物的分子量为840.75，其中bip为3,5-双(1-咪唑)吡啶，bip的结构式如式I所示：

所述铜过渡金属有机框架材料的制备方法具体包括以下步骤：将0.037g Cu(SO₄)₂·5H₂O和0.023g 3,5-双(1-咪唑)吡啶(bip)溶于水和乙腈的混合液中，搅拌30min后将混合液转移至25ml的聚四氟乙烯反应釜中，然后将反应釜转移到不锈钢容器中，加热至120℃保温72h，然后以5℃/h的速度冷却至室温，制得绿色晶体。

2.根据权利要求1所述的一种铜过渡金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述铜过渡金属有机框架材料属于三斜晶系中的P-1空间群，晶胞参数为：

α＝93.8810(10)°,β＝101.1540(10)°,γ＝90.1950(10)°。

3.根据权利要求1所述的一种铜过渡金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述铜过渡金属有机框架材料的结构式中的Cu1原子与两个不同含氮3,5-双(1-咪唑)吡啶配体中的两个氮原子、一个配位SO₄^2-中的一个氧原子以及两个配位水分子中的氧原子形成五配位的三角双锥构型，所述两个不同含氮配体中的两个氮原子分别为N1和N10；所述一个SO₄^2-中的氧原子为O1，所述两个配位水分子中的两个氧原子分别为O9和O10；Cu2原子与不同含氮3,5-双(1-咪唑)吡啶配体中的两个氮原子、一个配位SO₄^2-中的一个氧原子以及两个配位水分子中的氧原子形成五配位的三角双锥构型，所述两个不同含氮配体中的两个氮原子分别为N5和N6；所述一个SO₄^2-中的氧原子为O5，所述两个配位水分子中的两个氧原子分别为O11和O12。

4.根据权利要求3所述的一种铜过渡金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述三角双锥构型的N1和N10占据三角双锥的轴向位置，O1、O9和O10占据三角双锥的三个赤道顶点，三角双锥中Cu-N的键长为和Cu-O的键长为O-Cu-N和O-Cu-O的键角分别为86.69(16)°～92.83(16)°和117.04(19)°～139.21(18)°，N-Cu-N的键角为178.60(17)°和179.52(17)°；3,5-双(1-咪唑)吡啶(bip)配体单齿桥连(μ₂-η¹:η¹)与Cu²⁺配位，配位水分子与金属Cu²⁺离子配位(μ₁-η²)。

5.根据权利要求4所述的一种铜过渡金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，相邻的Cu²⁺通过3,5-双(1-咪唑)吡啶桥连链接形成零维环状结构，3,5-双(1-咪唑)吡啶配体的N8和配位水分子中的H12B通过氢键的方式链接形成一维结构，一维结构再通过弱作用力形成三维超分子结构。

6.根据权利要求1所述的一种铜过渡金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述水和乙腈的混合溶液中水和乙腈的体积比为1：1，所述3,5-双(1-咪唑)吡啶配体和Cu(SO₄)₂·5H₂O的摩尔比为1.5：1。

7.一种铜过渡金属有机框架材料的应用，应用于权利要求5所述的一种铜过渡金属有机框架材料的制备方法，其特征在于，所述铜过渡金属有机框架材料在光催化降解水中污染物抗生素中的应用，且抗生素包含：环丙沙星(CIP)、呋喃西林(NFZ)和奥硝唑(ODZ)。