[发明专利]一种沸石咪唑酯骨架材料的常温水相合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种骨架材料的制备方法，更具体地说涉及一种沸石咪唑酯骨架材料的常温水相合成方法。 

背景技术

沸石咪唑酯配位骨架材料是一类以咪唑或其衍生物为配体的特殊金属有机骨架结构材料（metal-organic frameworks，简称MOFs），具有极大的比表面积，孔大小可调，可以吸收大量气体。将这种材料的配体修饰或改性，可大大提高其吸附功能和选择性，有效地解决温室效应和环境问题。国内相关研究人员也很早就进行了相关的工作，将此类材料称为金属多氮唑框架材料(Metal Azolate Framework，简称MAFs)，提出了很多指导合成新颖或特定结构配合物的方法和规律[Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,1557]。美国的Yaghi研究小组系统合成并命名了这种类沸石咪唑骨架结构材料（zeolitic imidazolate frameworks，简称ZIFs）这种材料可以吸收自身体积82.6倍的CO₂(PNAS，2006，103，10186；Science，2008，319，939)，并具有高选择性。 

近年来，国际上很多知名的研究小组都在致力于寻找这类新材料的高效合成方法。目前，多孔配位聚合物合成方法主要有水(或溶剂)热法(Science，2008，319，939，CN101942089A)，电化学生产方法(W02005049892)，微波法(W02008057140，CN102584902A)，通常都存在产率低、成本高、生长规模小、副产物多、废液难处理等问题。公开号为CN101830857A的中国专利公开了金属多氮唑框架材料的室温或无溶剂合成方法，主要是将3-甲基-1，2，4-三氮唑、氯化锌或硝酸锌、浓氨水和水的混合物搅拌后，常温静置挥发3d后，得到无色块状晶体，经过滤、干燥，得到方钠石型微孔配位聚合物材料。公开号为CN101830918A的中国专利公开了将具有金属多氮唑框架化学式计量比的多氮唑配体、氧化物或氢氧化物与反应液混合，通过活化后进行酸碱反应，反应后经过滤、洗涤、干燥，得到多氮唑锌/隔框架材料。公开号为CN102286007A的中国专利公开了将具有目标金属多氮哇框架材料化学式计量比的多氮唑配体和金属氧化物或金属氢氧化物混合均匀后，加热反应，得到所需金属多氮唑框架材料。上述方法反应条件温和，但仍分别存在反应时间长，苯类试剂，惰性气体使用和温度较高等不足。 

由于配位聚合物的结构复杂性，合成的影响因素比较多，如反应和结晶的温度、pH值、溶剂、反离子、以及模板与添加剂等均对产物结构有调控作用。如在组装链聚合物[Cu(mim)] 的反应体系中，加入甲苯或者对二甲苯作为模板剂，就可以分别组装出分子八边形和分子十边形等特殊结构(J.Am.Chem.Soc.2004,126,13218)。在多孔材料的合成中，也有类似的例子，即利用表面活性剂形成的特殊胶束结构，合成孔径可调的介孔或大孔材料。如CN1435373A利用非离子表面活性剂在乙醇中均匀分散的溶液，加入无机硅源反应一段时间，然后用有机溶剂回流萃取或高温焙烧等方法将表面活性剂去除，得到有序的二氧化硅介孔材料。 

如果能将表面活性剂引入到沸石咪唑骨架结构材料的制备过程中，则有可能解决沸石咪唑骨架结构材料现有技术中存在的问题与不足。 

发明内容

本发明的目的是解决现在技术中存在的成本高、反应产率低、合成温度较高、尤其是溶剂和副产物等问题与不足，提供一种沸石咪唑酯骨架材料的常温水相合成方法，本发明可快速制备沸石咪唑酯骨架材料。 

本发明的技术方案如下： 

本发明的沸石咪唑酯骨架材料的常温水相合成方法，其包括以下步骤:将咪唑类配体和金属化合物按目标配位骨架材料化学式计量比，与含有三嵌段非离子表面活性剂的碱性水溶液在常温下混合均匀后，再经过滤或离心分离，干燥后得到沸石咪唑酯骨架材料。 

本发明的沸石咪唑酯骨架材料的常温水相合成方法，其进一步的技术方案是所述的咪唑类配体为2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、4-甲基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-硝基咪唑、2-甲基-4-硝基咪唑、苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑中的一种或其组合。