[发明专利]一种铜金属聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及金属聚合物，具体涉及基于有机配体3,5-二丙基-1,2,4-三唑构筑的铜金属聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

在超分子配位聚合物的设计中，稳定的具有纳米级孔洞的新型无机-有机杂化聚合物材料在结构与功能方面都引起了化学家特别浓厚的兴趣，处于晶态的孔洞材料可以使一些分子在其表面的孔洞里可逆地通过。这使它们在选择性催化、分子识别、可逆性主客体分子(离子)交换、超高纯度分离和微孔器件等材料中显示出诱人的应用前景。这类配位聚合物比无机物(如分子筛)具有许多优势，它们有异常的孔形状、更温和的合成技术以及能对孔的尺寸和形状进行更好地控制，受到了化学家的青睐，取得了相当程度的进展，出现了许多重要的成果。而开发功能复合化、高性能化的多孔配位聚合物是现在超分子化学研究的热点，通过配体有机官能团的修饰或者是功能性金属离子或簇的引入，可以赋予目标材料以气体储存、光学、磁学、催化等功能，通过结构的调控和优化，可以开发具有双功能或者多功能的复合型新材料，这类材料将拥有更广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的正是基于上述研究现状，提供一种铜金属聚合物及其制备方法，这种铜金属聚合物可以作为荧光材料或作为多孔材料。

本发明提供的一种铜金属聚合物(1)，分子式为:[Cu₂(dptrz)I]_n，其中dptrz为3,5-二丙基-1,2,4-三唑，结构式为：

所述的铜金属聚合物的制备方法，包括如下步骤：

(1)将摩尔比为48-52:50-55:5500-5700:1650-1750的dpatrz、CuI、水和乙腈混合，置于聚四氟乙烯管中，搅拌15-30分钟；

(2)将此聚四氟乙烯管密封，置于不锈钢反应釜中，在130～160℃下晶化72-96h，自然冷却至室温，析出颗粒状晶体，用乙腈和水混合洗涤后真空泵抽干收集产品。

所述的dpatrz、CuI、水和乙腈的摩尔比为50:53:5600:1700。

所述的步骤(1)中搅拌时间为30分钟。

所述的步骤(2)中晶化时间为96h。

所述的铜金属聚合物可在荧光材料和多孔材料中应用。

本发明的优点和有益效果：

本发明的铜聚合物涉及溶剂热合成，制备方法工艺简单，样品纯度高，收率高。热重分析表明聚合物(1)的主结构在385℃以上发生分解，具有高的热稳定性。本发明提供的铜聚合物是基于3,5-二丙基-1,2,4-三唑配体构筑的，常温下其固体显示蓝光，含有19.5％孔隙率，孔洞体积为理论上能容纳四个甲苯分子，具有多孔材料方面的潜在应用价值。

附图说明

图1本发明铜金属聚合物(1)的晶体结构图

图2本发明铜金属聚合物(1)在298K的X射线粉末衍射图

图3本发明铜金属聚合物(1)的热重分析图

图4本发明铜金属聚合物(1)在常温下的固体荧光图

具体实施方式

实施例1.将dpatrz(0.084g,0.5mmol)，CuI(0.10g,0.53mmol)，混合于5mL水与1mL乙腈中，置于23mL聚四氟乙烯管中，搅拌30min，将此聚四氟乙烯管密封于不锈钢反应釜中，在150℃下恒温加热96h，自然冷却至室温，管底和管壁上析出灰绿色块状晶体，用蒸馏水与乙腈混合洗涤后真空泵抽干，产率47.3％。

元素分析结果：理论值(％)按分子式C₈H₁₄Cu₂I₂N₆计算：C 23.65；H 3.47；N 10.34,测试值：C 23.58；H 3.44；N 10.32。

实施例2.与实施例1在配方及其比例方面一致，只是常温持续搅拌15min，结果产率减小到39.8％。

实施例3.与实施例1在配方及其比例方面一致，只是在130℃下恒温加热96h，结果产率减小到44.1％。

实施例4.与实施例1在配方及其比例方面一致，只是在160℃下恒温加热96h，结果产率减小到45.1％。

实施例5.与实施例1在配方及其比例方面一致，只是在150℃下恒温加热72h，结果产率减小到33.9％。

实施例6.铜聚合物的表征与测定

铜金属聚合物的结构测定：