[发明专利]基于含氮配体构筑的配位聚合物及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基于含氮配体构筑的配位聚合物的合成及应用，具体的说，涉及一种由Ni(II)和1,3,5-三(1-咪唑基)苯构筑的3D金属有机框架(MOFs)，其显示出很强的染料降解性能。

背景技术

金属有机骨架材料(MOFs)在很多方面都有应用，比如磁性，催化，气体吸附，气体分离，荧光探针等领域已被广泛关注。金属有机骨架材料的合成可通过设计、选择有机配体和金属单元来定向构建。配位聚合物独特的结构可能是由于通过不同的构建模块和反应条件调节金属与配体的配位方式。

中国现已是全球最大的染料生产国，每年染料产量达150000吨，环境污染现象非常严重，随着染料结构的日趋复杂，染色工艺的不断发展，性能越来越稳定，这些染料废水的处理更加复杂。利用不同的污水处理技术处理不同种类的染料废水，实现污水达标排放或者回收利用，是当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是利用Ni^II作为金属节点，利用1,3,5-三(1-咪唑基)苯作为有机配体，在一定的温度下，利用溶剂热的方法合成一种配位聚合物。

本发明采用的技术方案是：基于含氮配体构筑的配位聚合物，包括以下合成步骤：

1)将Ni(NO₃)₂，1,3,5-三(1-咪唑基)苯，4,4'-联吡啶，N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，于常温下，搅拌；

2)将反应釜密封后放入烘箱中，于403-423K下，保持3-4天；

3)缓慢冷却到室温，得到晶体；

4)洗涤、过滤并干燥，得目标产物。

本发明的有益效果是：本发明所制备的基于含氮配体构筑的配位聚合物，可以高效的降解水中的有机染料亚甲基蓝。本发明的基于含氮配体构筑的配位聚合物，制备方法简单，具有很大的应用前景。

附图说明

图1是本发明基于含氮配体构筑的配位聚合物的合成示意图。

图2是本发明基于含氮配体构筑的配位聚合物的配位结构图。

图3是本发明基于含氮配体构筑的配位聚合物的三维结构图。

图4是本发明基于含氮配体构筑的配位聚合物降解有机染料的紫外可见光谱图。

具体实施方式

实施例1基于含氮配体构筑的配位聚合物

将0.046mmol的Ni(NO₃)₂，0.072mmol的1,3,5-三(1-咪唑基)苯，0.128mmol 4,4'-联吡啶，6ml N,N-二甲基甲酰胺加入反应釜中，并且常温条件搅拌30min。将反应釜密封好放入烘箱中。加热使烘箱的温度达到413K，并保持温度在此条件下保温72小时。以15-20℃·h-1的降温速率缓慢冷却到室温，得到深蓝色块状晶体；洗涤、过滤并干燥，即为目标产物基于含氮配体构筑的配位聚合物，产率为58％。

本发明合成的基于含氮配体构筑的配位聚合物的配位结构如图2所示，一个Ni连接六个1,3,5-三(1-咪唑基)苯，形成六配位模式。该晶体结构属于P2(1)/n空间群，单斜晶系，分子式为：C₃₀H₃₂N₁₂Ni。α＝β＝90.00(0)⁰，γ＝108.03(0)⁰，该化合物是由Ni-N链结构建的配位聚合物。

本发明合成的基于含氮配体构筑的配位聚合物的三维结构如图3所示。Ni^II作为金属节点，连接配体(1,3,5-三(1-咪唑基)苯)形成一个二维平行四边形网状结构。这个网状结构再通过金属结点Ni^II在垂直方向进行延伸就形成了开放的平行四边形孔道。

实施例2基于含氮配体构筑的配位聚合物降解有机染料

方法：以实施例1制备的基于含氮配体构筑的配位聚合物对有机染料进行降解。

取有机染料亚甲基蓝溶于DMF溶液中，得到亚甲基蓝的浓度都为10ppm的染料溶液。

取已配好的10ppm亚甲基蓝染料溶液50ml，加入基于含氮配体构筑的配位聚合物20mg，于室温下搅拌。用紫外可见光谱检测。每隔10min取一次样(0min，10min，20min，30min，40min，50min，60min，70mm，80min，90min)，离心，然后用紫外可见光谱检测混合染料溶液中染料亚甲基蓝浓度的变化。结果如图4所示，图中峰值从上到下依次为0min，10min，20min，30min，40min，50min，60min，80min，90min。由图4可见，有机染料溶液亚甲基蓝在650nm的特征峰强度逐渐减小。在90min时，染料基本降解完全。这说明本发明的基于含氮配体构筑的配位聚合物的晶体结构对亚甲基蓝具有很好的降解作用。