[发明专利]基于三氮唑配体的金属–有机框架多孔材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.具有下述化学通式的3-氨基-1H-1,2,4-三氮唑和间苯二甲酸混合配体钴(II)金属–有机框架化合物：

{[Co₄(H₂O)₄(atz)₄(ip)₂]·1.75 CH₃OH}；

其中：atz、ip的分子式如下：

atz是3-氨基-1,2,4-三氮唑的负一价阴离子，ip是间苯二甲酸的负二价阴离子。

2.权利要求1所述混合配体钴(II)金属–有机框架化合物的单晶结晶于四方晶系I4/m空间群，晶胞参数为a = b = 12.1628(18)，c = 26.014(4) (?),α = b = γ = 90 (^o), V = 3848.3(10) (?³)，Z = 4，具有如图1所示的结构。

3.权利要求1所述混合配体钴(II)金属–有机框架化合物，其特征在于该化合物的主要红外吸收峰为3457 cm^-1, 3417 cm^-1, 1633 cm^-1, 1615 cm^-1, 1553 cm^-1, 1455 cm^-1, 1410 cm^-1, 1286 cm^-1, 1223 cm^-1, 1059 cm^-1, 734 cm^-1, 663 cm^-1和 480 cm^-1，具有如图2所示的红外光谱图；热重分析表明该化合物中游离的甲醇分子和端基配位的水分子在101 ^oC之前脱离骨架结构，当温度高于393 ^oC之后化合物的三维骨架开始分解，剩余残渣为氧化钴，具有如图3所示的热重分析图。

4.一种权利要求1所述混合配体钴(II)金属–有机框架化合物的制备方法，其特征在于：将3-氨基-1H-1,2,4-三氮唑、间苯二甲酸和六水合硝酸钴在二次蒸馏水和甲醇中经由溶剂热反应得到红色块状晶体，其中3-氨基-1H-1,2,4-三氮唑、间苯二甲酸和六水合硝酸钴的摩尔比为2 ~ 3:1:2 ~ 3；二次蒸馏水的体积为5.0 ~ 7.0 mL，甲醇的体积为3.0 ~ 5.0 mL；控制的pH值范围为5 ~ 6；150 ~ 160 ^oC下保温三天后降到室温，然后洗涤，干燥；得到红色块状晶体。

5.权利要求4所述的制备方法，其中所述的溶剂热反应指的是在内衬有聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，以二次蒸馏水和有机溶剂为反应介质，通过控温烘箱加热至100 ~ 300 ^oC使容器内部产生自生1 ~ 100 Mpa压强，使得在通常情况下难溶或不溶的物质溶解并结晶析出。

6.权利要求1所述3-氨基-1H-1,2,4-三氮唑和间苯二甲酸混合配体钴(II)金属–有机框架化合物，其特征在于在一个大气压、273 K下能够选择性地从N₂, CO₂和H₂的混合气体中吸附二氧化碳气体，吸附量达到60.8 cm³g^-1。

7.权利要求1所述3-氨基-1H-1,2,4-三氮唑和间苯二甲酸混合配体钴(II)金属–有机框架化合物在制备气体储存吸附和分离材料方面的应用。

8.权利要求7所述的应用，其中的气体储存和分离指的是从多种混合气体中选择性地吸附某一种特定气体而达到对这种气体的分离和存贮目的。

9.权利要求7所述的应用，其中的特定气体为从混合的N₂, H₂, O₂, CO₂, CH₄气体中选择性地吸附CO₂或者选择性地吸附CH₄。