[发明专利]金属有机配合物及其制备方法与应用

说明书

关于资助研究和开发的声明 

    本发明得到天津自然科学基金（12JCZDJC21700）和天津师范大学“大创计划”项目（201210065024）的资助。

技术领域

本发明属于金属有机化学领域，具体涉及均苯三甲酸连接金属离子锌、钠的金属有机配合物和它的制备方法，以及均苯三甲酸连接金属离子锌、钠的金属有机配合物在吸附混合直链烷烃中的应用。 

背景技术

金属有机骨架（MOFs）多孔材料，又称为金属有机络合聚合物，是利用有机配体与金属离子间的金属-配体络合作用而自组装形成的超分子微孔网络结构的一种类沸石、有机沸石类似物材料。由于MOFs在孔结构和孔表面上的独特性和功能化，加上近年来MOFs在稳定性方面的显著改善，使其在催化、分离、气体储存、医学诊断等众多领域都拥有诱人的应用前景，这也引起了众多研究者的兴趣。 

自金属有机骨架多孔材料出现以来，分析化学领域的研究学者将成熟的MOFs应用到对物质的吸附、富集、固相微萃取、气相色谱和液相色谱的分离上，比如将MOF-508、MIL-47、MIL-53等MOFs作为气相色谱和液相色谱固定相使用，利用MOFs对不同物质的吸附作用不同，从而改变它们的保留时间，达到有效分离的目的。人们将MOF涂于毛细管柱的内壁上，使目标物与MOF在柱子中充分作用，使那些在商品柱中难分离的物质得到很好的分离，比如沸点相近的异构体——二甲苯和乙苯等。 

在这之后，人们还提出了利用MOF进行肽及蛋白质的分离。由于从复杂的生物体样本中有效富集低丰度肽和排除高丰度蛋白质在多肽组的研究中起着重要的作用，特别是研究疾病相关的生物标记和说明生物的病理的多样性，所以利用MOF对其进行有效分离的方法对现代医学的发展起到重要作用。 

现在关于MOF的合成方法有很多，最常用的有两种，第一类为常规溶液反应法，这类方法是最常用和最简便的方法，即将金属盐和配体放在适当的溶剂中，通过它们在溶液中相互作用，得到目标产物。但是这种方法由于均在室温（25℃）下进行，所以不能使它们充分作用，得不到好的晶体结构，并且产率较低；第二类方法为水热法，它是一种制备金属配合物的优秀方法，在这种条件下水的粘度会减小，扩散过程增大，从而有利于反应物逐渐作用，有利于晶体的生长。但是这种方法需要较高的实验条件，需要在加热条件下进行且需要较长的时间（一周或数周）。因此，有必要找到一个折中的方法，既能在短时间内得到晶体，且晶体的产率高、重现性好，又能将这种晶体应用到分析方法当中。 

本发明中发表的[Zn₂Na₂（btc）₂（H₂O）₈]能够快速合成，既不需要高的温度也不需要较长的时间，并且重现性和结构都很好。同时，它在分析上也有很大的应用前景。我们以[Zn₂Na₂（btc）₂（H₂O）₈]作为吸附剂，对混合直链烷烃进行静态吸附，因为它有很好的吸附效果，因而我们今后会将其填入气相色谱柱中，作为固定相，用于分离沸点相近结构相似的混合烷烃，达到分离度好、分析时间缩短的目的。由于直链和支链烷烃是汽油的主要成分，通过运用这种改进的方法能够为汽油成分的检测带来很大的便利。 

  

发明内容

本发明的目的在于提供一种方法简便、合成时间短、产率高以及重现性好的MOF合成方法。本发明还涉及到了配合物作为吸附剂在对混合直链烷烃吸附方面的应用。 

为实现上述目的，本发明所公开的技术方案如下： 

具有下述化学通式的金属有机配合物：

其中：btc是均苯三甲酸。

本发明所述的金属有机配合物晶体的晶胞参数为二维晶体，具有如图1所示的晶体结构；具有如图2所示的热重分析图；具有如图3所示的红外谱图。 

本发明所述金属有机配合物的晶体，其晶体结构参数如下： 

本发明金属配合物的化学式为C₁₈H₂₈Na₂O₂₃。

本发明晶体测定的仪器型号，参数数据如下：