[发明专利]一个三配体Cd(Ⅱ)镉金属有机框架晶体材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及Cd(Ⅱ)配合物晶体材料，特别是涉及以9,10-蒽二基-4,4’-二苯甲酸、 3-吡啶甲酸和4-吡啶甲酸三配体的Cd(Ⅱ)镉金属有机框架晶体材料，具体涉及以9,10-蒽 二基-4,4’-二苯甲酸二价阴离子、3-吡啶甲酸一价阴离子和4-吡啶甲酸一价阴离子三个配 体的Cd(Ⅱ)镉金属有机框架晶体材料的制备方法和应用。所制备的Cd(Ⅱ)镉金属有机框 架晶体材料在发光、吸附、催化、化学传感、高分子材料助剂等领域具有很好的应用前景。

背景技术

金属?有机框架(MOFs)代表了一类杂化的有机?无机有序网络超分子材料，是通过 有机桥连配体和无机金属离子的结合构成的有序网络结构，包括一维链状、二维层状和三 维网状结构。这些材料由刚性的多齿桥连支柱和金属节点组成。高的微孔体积、大孔径，以 及可能提供活性点的高含量金属是这类材料的重要特征。

近年来，金属有机框架由于其多孔性、大比表面积、结

构多样化以及通过自组装所形成的特殊的主客体关系而引起了人们极大的兴趣。这类 材料已经报道具有气体贮存及分离、催化、化学传感、导电和发光等性能。如：ChampnessN. R.,Schr?derM.science,1998,3:419-424;YaghiO.M.,LiG.M.,LiH.L. Nature,1995,378:703-706;LiH.,EddaoudiM.,O’keeffeM.,etal.Nature, 1999,402:276-279;ChuiS.S.,LoS.M.-F.,CharmantJ.P.H.,etal. Science,1999,283:1148-1150;FéreyG.,Mellot-DraznieksC.,SerreC.,et al.Science,2005,309:2040-2042;Yoon,M.,Srirambalaji,R.,Kim,K.Chem. Rev.2012,112:1196–1231;Yin,Z.,Wang,Q.-X.,Zeng,M.-H.,J.Am.Chem. Soc.2012,134:4857?4863;Zeng,M.-H.,Wang,Q.-X.,Tan,Y.-X.,etal.J. Am.Chem.Soc.2010,132:2561–2563;Bloch,E.D.,Britt,D.,Lee,C.; Doonan.,etal.J.Am.Chem.Soc.2010,132:14382–14384.

9,10-蒽二基-4,4’-二苯甲酸作为有机配体具有强的配位能力、多种配位方式、易形成 氢键以及芳环π-π堆积作用等特点。3-吡啶甲酸和4-吡啶甲酸除了含一个配位能力强的羧 基之外，还具有N配位点，所以能形成多种配位模式，作为有机配体可使配合物结构和性能 多样化，并提高配合物的稳定性。

在已知的文献报道中，通常是一种配体与一种金属离子配位或两种配体同时与一 种金属离子配位，三种不同的配体同时与一种金属离子配位形成金属有机框架的报道非常 少。

发明内容

本发明的目的是要解决的第一个技术问题，提供一种具有多孔洞、大比表面积的 三配体Cd(Ⅱ)镉金属有机框架晶体材料。

本发明的第二个所要解决的技术问题是提供上述三配体Cd(Ⅱ)镉金属有机框架 晶体材料的制备方法，该方法简单易行，对环境友好，成本低廉，产率高，易于大规模工业化 生产。

本发明的第三个目的在于提供上述三配体Cd(Ⅱ)镉金属有机框架晶体材料在发 光、催化，吸附、化学传感、高分子材料助剂等领域的应用。

本发明利用9,10-蒽二基-4,4’-二苯甲酸、3-吡啶甲酸和4-吡啶甲酸具有较强的 配位能力、多种配位方式、易形成氢键以及芳环堆积作用等特点，首次以上述三种不同的配 体与Cd(Ⅱ)配位形成一个结构新颖的Cd(Ⅱ)镉金属有机框架晶体材料。这类材料通常具 有多孔洞、大比表面积，在发光、催化，吸附、化学传感、高分子材料助剂等领域很好的应用 前景。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明所述的三配体Cd(Ⅱ)镉金属有机框架晶体材料具备下述化学式为[Cd₃(L)₂(L’)(L’’)]_n，其中L是9,10-蒽二基-4,4’-二苯甲酸二价阴离子，L’是3-吡啶甲酸一价阴 离子，L’’是4-吡啶甲酸一价阴离子，n为聚合度。