[发明专利]一种配位聚合物微球及制备方法与储氢用途有效

专利信息
申请号: 201310372985.6 申请日: 2013-08-25
公开(公告)号: CN103435813A 公开(公告)日: 2013-12-11
发明(设计)人: 孙玉标;王立;俞豪杰;吉靖;黄亮;丁文宾;赵玉来;陈永盛;田志飞;任福杰;任鹏飞;孙若力;陕洁 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: C08G79/14 分类号: C08G79/14;C01B3/02
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 周烽
地址: 310058 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 配位聚合 物微球 制备 方法 用途
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种包含金属和有机配体的配位聚合物的制备技术,特别涉及一种配位聚合物微球及制备方法与储氢用途。

背景技术

配位聚合物由于具有独特的结构特征,具有形貌可控、高度有序的多孔性、高比表面积、易于修饰性,因而受到广泛关注。而二茂铁因为具有高度热稳定性和独特的氧化还原、电、光、磁等性能,所以基于1,1’-二茂铁二甲酸的配位聚合物作为一类重要的材料在气体的储存和分离、选择性催化、药物释放、电致发光、分子识别以及光/磁器件的制备方面有着重要应用。

发明内容

为了克服基于1,1’-二茂铁二甲酸构建的配位聚合物造成的热稳定性不高的问题,本发明提供了一种配位聚合物微球及制备方法与储氢用途。本发明通过使用以1,1’-二茂铁二甲酸和4,4’-联吡啶作为配体,使得其与金属的结合位点更多,配位作用力更强,可以增加材料的稳定性。因而本发明利用简单的合成工艺得到热稳定性高的配位聚合物具有重要的应用价值。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种配位聚合物微球,其特征在于,它的结构式为:

其中,M为Mn、Co或Zn。分子量范围为200-800。

一种配位聚合物微球的制备方法,该方法为:以1,1’-二茂铁二甲酸和4,4’-联吡啶作为配体,将其按照摩尔比1:1混合溶解在N,N’-二甲基甲酰胺中,加入金属盐混匀,金属盐和1,1’-二茂铁二甲酸的摩尔比为1:1,放在鼓风干燥箱中加热至120-180℃反应12h;待反应结束后,将反应釜冷却到室温,然后通过离心分离得到上层的反应液,将得到的反应液通过旋转蒸发后得到固体产物,放在真空干燥箱进行干燥,得到配位聚合物微球。

一种配位聚合物微球的储氢用途。

本发明的有益效果是, 

1、该配位聚合物的制备工艺简单,只需要配体和金属盐加入到聚四氟乙烯内衬中,然后将内衬放置在不锈钢釜中密封加热,通过一步反应就可得到目标产物。 

2、由于采用溶剂热法,因而具有溶剂热法的普遍优点:能耗低、颗粒形貌可控、反应条件易于控制等。

3、该产物的形貌较好,呈规整的球状颗粒,而且球体表面粗糙,有利于增大比表面积。

4、由于采用的配体有苯环之类的刚性结构,因而得到的微球的热稳定性高。

附图说明

图1是合成的三种配位聚合物微球的SEM图片,其中,(A)是Mn-CPM的扫描电镜图,(B)是(A)的局部放大的电镜图;(C)是Co-CPM的扫描电镜图,(D)是(C)的局部放大的电镜图;(E)是Zn-CPM的电镜图,(F)是(E)的局部放大图;

图2是合成的聚合物微球的Mn-CPM的粒度分布图;

图3是合成的聚合物微球的Co-CPM的粒度分布图;

图4是合成的聚合物微球的Zn-CPM的粒度分布图;

图5是本发明制得的材料红外谱图,其中,(a)是1,1’-二茂铁二甲酸的红外谱图,(b)是Mn-CPM的红外谱图,(c)是Co-CPM的红外谱图,(d)是Co-CPM的红外谱图;

图6是本发明制得的三种聚合物材料的PXRD谱图;

图7是本发明制得的Mn-CPM的N2吸脱附曲线图;

图8是本发明制得的Mn-CPM的孔径分布图;

图9是本发明制得的Co-CPM的N2吸脱附曲线图;

图10是本发明制得的Co-CPM的孔径分布图;

图11是本发明制得的Zn-CPM的N2吸脱附曲线图;

图12是本发明制得的Zn-CPM的孔径分布图;

图13是本发明制得的Mn-CPM的热失重曲线和微分曲线图;

图14是本发明制得的Co-CPM的热失重曲线和微分曲线图;

图15是本发明制得的Zn-CPM的热失重曲线和微分曲线图;

图16是本发明制得的三种材料在163 K下,-0.1-5.0 MPa范围内的氢气吸附曲线。

具体实施方式

   本发明的原理是:

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