[发明专利]具有三维网络结构的金属银配位聚合物及其制备方法与应用

说明书

本申请得到天津市自然科学基金(No.10JCZDJC21800)；国家自然科学基金(21101116)的资助。

技术领域

本发明属于新型无机-有机杂化材料的合成、结构及性能技术领域，特别涉及到一种具有三维网络结构的配位聚合物材料的制备及其在选择性阴离子交换方面的应用。

背景技术

近年来，由于配位聚合物具有新颖有趣的晶体结构以及在光学、磁学、吸附、离子交换和催化等领域的巨大应用潜力，利用晶体工程策略设计和合成配位聚合物已经引起了广泛关注（S. L. James, Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 276-288; B. Moulton, M. J. Zaworotko, Chem. Rev. 2001, 101, 1629-1658; L. Carlucci, G. Ciani, D. M. Proserpio, Coord. Chem. Rev. 2003, 246, 247-289; J. J. Vittal, Coord. Chem. Rev. 2007, 251, 1781-1795）。

由于配位聚合物具有良好的结构组装性和可裁性，利用晶体工程方法设计和合成具有一维、二维、三维高度有序框架结构的配位聚合物及其功能研究是近年来材料科学和超分子化学中十分活跃的研究领域。

寻求具有新颖拓扑结构的配位聚合物以及开发其相关功能和应用不但丰富了配位化学的研究内容，同时也大大促进了材料化学、超分子化学等相关学科的发展。

在配位聚合物的设计合成中，大多采用具有刚性骨架的多功能团有机配体，以桥联具有特殊配位构型的金属离子，进而扩展为高级有序网络结构（M. O’Keeffe, Chem. Soc. Rev.2009, 38, 1215–1217; D. M. Proserpio, Nature Chem.2010, 2, 435–436; O. R. Evans, W. Lin, Acc. Chem. Res. 2002, 35, 511–522; R. E. Morris, X. Bu, Nature Chem.2010, 2, 353–361; B.-H. Ye, M.-L. Tong, X.-M. Chen, Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 545–565）。

配位聚合物通常具有一定尺度的微观可调空腔，较高的热稳定性以及不溶于常见有机溶剂等良好的材料性能，其开放孔道结构中可以容纳一些客体组分（如阴离子和溶剂分子等）。

尤其是阴离子，一方面阴离子在不参与配位的情况下，往往作为客体模板占据和支撑网络结构的空腔并起到平衡电荷的作用；另一方面阴离子可以通过配位改变配体和金属离子的连接方式而导致形成不同的网络结构。

以上这些特点，都使得配位聚合物可以作为一种潜在的新型离子交换材料。

然而，目前已知的具有阴离子交换功能的配位聚合物往往体现出一定的局限性。

最重要的一点就是，其离子交换性能通常发生于具有相似体积和相同价态的客体阴离子之间，而对于参与配位的阴离子具有选择性交换性能的配位聚合物材料还非常少见。

发明内容

本发明的一个目的在于提供了一种具有三维网络结构的金属银配位聚合物及其制备方法。

本发明的另一个目的在于提供了制备三维网络结构的金属银配位聚合物所需的前体化合物及其制备方法。

本发明的再一个目的在于提供了具有三维网络结构金属银配位聚合物的晶体。

本发明的还一个目的在于提供了三维网络结构的配位聚合物在选择性离子交换方面的应用。

为实现上述目的，本发明公开如下的技术内容：

具有三维网络结构的金属银配位聚合物：

化学式为[Ag₂L][Ag_0.5(NO₂)_2.5](H₂O)₂，其中L的结构式如下：