[发明专利]一系列金属有机主客体复合材料的制备方法与性能

说明书

技术领域

本发明属于材料化学技术领域，具体涉及一系列主客体复合材料的制备与热重表征。

背景技术

近几年，主客体复合材料是金属有机化学家和材料科学家研究的热点。大孔洞材料因其在吸附，分离，催化和药物传递等方面的潜在应用而备受关注。将有特殊功能的客体分子和大孔洞材料复合在一起得到多功能的材料是科学家的梦想。2004年，Fujita课题组用环己烷处理大孔洞的金属有机材料，后将硝基苯，萘，蒽成功的包裹进入该材料，并得到结构。2007年，Jaheon Kim课题组制备出孔洞直径3.9nm和4.7nm的铽金属有机化合物，在保持结构完整的同时在100℃将容易升华的二茂铁成功的包裹进入该材料，克服了大孔洞，高比表面积材料在空气中不稳定的缺点。2011年，Shengqian Ma课题组通过生物培养成功的将尺寸为3.3*1.7*1.1nm的酶Microperoxidase-11包裹进入铽材料，而且Microperoxidase-11酶比在二氧化硅载体里显示出更高的催化活性。2007年，Koshiro Toriumi通过氯仿处理和浸泡的方法将N，N-二甲基苯胺包裹进入金属有机化合物中。2010年，Tetsuro Majima课题组制备出BET比表面为100lm²/g，孔洞直径为2nm的铕金属有机化合物，通过氰化物处理成功的将N，N，N′，N′-四甲基对苯二胺(TMPD)，硫代二苯胺，2，4，6-三苯胺，苯甲硫醚，三乙基胺包裹进入该材料，得到具有尺寸选择性的抗氧化光催化剂。2010年，Roland A.Fischer课题组在300℃将较大分子体积的客体N，N-二(2，6-二甲基苯基)-3，4：9，10-苝四羧基二酰亚胺(DXP)包裹进入大孔洞的金属有机化合物中，得到客体控制的光材料。2012年，Jingcao Dai课题组将甲基紫精在85℃通过加热包裹进入金属有机材料中，成功地得到结构，并研究了其光照或热变色的机理。

研究表明，以上处理大孔洞材料的方法要么用到对身体有极大伤害作用的有机溶剂，要么需要加热到很高的温度，条件相对来说较苛刻。

发明内容

针对以上技术现状，本发明所要解决的技术问题是提供一种反应条件温和，制备过程简单，成本低廉，同时又能很好地表征主客体结合在一起的方法。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

(1)将Jaheon Kim课题组制备的金属忒的大孔洞材料1浸泡在适量的甲醇中三天，在这三天里每天都要换一次甲醇，以保证甲醇与材料中的溶剂进行充分的交换。三天后将材料放入真空干燥箱并加热到70℃减压于燥，直到把甲醇完全除去；

(2)将3.9mg四硫富瓦烯(TTF)和9.5mg充分干燥的大孔洞材料一并放入装有6ml二氯甲烷的烧杯里，静静放置10天；

(3)将4.5mg7，7，8，8-Tetracyanoquinodimethane(TCNQ)和9.5mg充分干燥的大孔洞材料一并放入装有6ml二氯甲烷的烧杯里，静静放置10天；

(4)将6.5mg1，1’-二甲基-4，4’-二氯化联吡啶鎓(MV²⁺)和9.5mg充分干燥的大孔洞材料一并放入装有6ml二氯甲烷的烧杯里，静静放置10天；

(5)将4.9mgN，N，N′，N′-四甲基对苯二胺(TMPD)和9.5mg充分干燥的大孔洞材料一并放入装有6ml二氯甲烷的烧杯里，静静放置10天；

(6)将4.2mg偶氮苯(ABZ)和9.5mg充分干燥的大孔洞材料一并放入装有6ml二氯甲烷的烧杯里，静静放置10天；

(7)10天后将上述烧杯放入真空干燥箱中减压干燥一晚上以除去附在表明的客体分子后发现：浸入TTF，TCNQ，MV²⁺，TMPD，ABZ的无色材料分别变为红色(3@MOF-1)绿色(2@MOF-1)灰色(6@MOF-1)紫色(4@MOF-1)和橘黄色(5@MOF-1)材料；

(8)对上述材料进行元素分析和热重性能表征发现：分别有2个TTF，6个TCNQ，3.5个MV²⁺，1个TMPD和2.5个偶氮苯进入大空洞材料中。

与现有技术相比，本发明的优点在于：选用的预处理溶剂甲醇二氯甲烷对人体健康无伤害，处理条件温和，表征方法简单，易操作，测试设备简单。

附图说明

图1为无色材料处理后所得功能材料的颜色变化。

图2为所得材料的热重性能表征。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

以文献中已报道的金属忒的大孔洞材料为原料，将其分为量为9mg-15mg若干份，用5-10ml甲醇对其进行预处理3-5天，减压干燥除去甲醇分子，后将一定量的客体分子四硫富瓦烯(TTF)，7，7，8，8-四氰基喹啉甲烷(TCNQ)，1，1’-二甲基-4，4’-二氯化联吡啶鎓(MV²⁺)，N，N，N，N-四甲基对苯二胺(TMPD)和偶氮苯(ABZ)与处理过的原料放入5～10ml二氯甲烷中10-20天，对得到的材料进行减压干燥处理1-2天以除去材料表面残留的客体分子，在电子显微镜中观察发现浸入TTF，TCNQ，MV²⁺，TMPD，ABZ的无色材料分别变为红色，绿色，灰色，紫色和橘黄色。对材料进行元素分析和在周围环境中的热重表征发现，分别有2个TTF，6个TCNQ，3.5个MV²⁺，1个TMPD和2.5个偶氮苯进入大孔洞材料中。