[发明专利]多功能锌基有机无机杂化材料、其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及晶态材料的制备，特别涉及一种多功能锌基有机无机杂化材料及其制备方法与应用。

背景技术

作为一类先进的多孔晶态材料，金属有机框架在过去的几十年里表现出了迅速发展，并在能源气体的储存与环境污染物的识别领域表现出了许多潜在的可应用价值。一般而言，金属有机框架是由金属节点与有机配体组成的。相比较于金属节点，有机配体更具有选择性与可设计性。科学家们可以利用有机合成的方法设计出各种含有不同配原子与极性官能团的有机配体来构筑金属有机框架材料，然而该方法通常需要较长的合成路线以及昂贵的合成试剂，对材料的成本控制十分不利。另一方面，采用混合配体策略来构筑金属有机框架材料被证明是一种廉价的向材料中引入活性基团与调控框架结构的优良方法。人们可以选择含有羧基类配体与氮唑类配体一同来构筑混合配体的金属有机框架材料，一般也会得到不错的效果。但是在使用混合配体构筑的金属有机框架中，框架的穿插一直以来是困扰着研究人员的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多功能锌基有机无机杂化材料、其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种多功能锌基有机无机杂化材料，其具有下述化学式：[Zn₂(bpydb)(atz)₂](DMA)₈，其中bpydb为联吡啶二甲酸阴离子配体，atz为3-氨基-1,2,4-三氮唑阴离子，DMA为N，N-二甲基乙酰胺，bpydb的结构简式如下：

所述多功能锌基有机无机杂化材料结晶于三方晶系(trigonal)，空间群为P3₁21，晶胞参数为

以及，所述多功能锌基有机无机杂化材料的主要红外吸收峰为：3365br，3165w，1680s，1622s，1615s，1362s，1242m，1081m，822m，819s，763s。

进一步的，所述多功能锌基有机无机杂化材料具有由三氮唑连接金属锌形成的一维螺旋次级构筑单元(SBUs)链，所述单元链中的锌离子存在两种不同的配位构型，在其中的一种配位构型中，由一个五配位的锌离子(Zn2)与其对称操作五配位的Zn原子以及两个三氮唑基团组成双核金属单元，而在另一种配位构型中，由另一个五配位的锌离子(Zn1)与其对称操作五配位的Zn原子沿着晶体c方向延伸形成一维螺旋次级构筑单元链，所述次级构筑单元链通过联吡啶苯甲酸配体在三维方向相互连接组成具有一维双孔型孔道的所述多功能锌基有机无机杂化材料。

本发明实施例还提供了所述多功能锌基有机无机杂化材料的制备方法，其包括：将摩尔比为4:1:5～4:1:10的锌盐、联吡啶苯甲酸配体和3-氨基-1,2,4-三氮唑在溶剂中充分混合，之后在温度为120～130℃条件下固化处理48～72h，获得黄色块状晶体，即为所述的多功能锌基有机无机杂化材料。

其中，所述锌盐包括六水硝酸锌，但不限于此。

其中，所述溶剂包括DMA，但不限于此。

在一些较为具体的实施方案中，所述制备方法包括：将锌盐、联吡啶苯甲酸配体与3-氨基-1,2,4-三氮唑混合均匀得到混合物，再加入到溶剂中，其中所述混合物与溶剂的用量比为310mg:3mL～310mg:6mL，常温搅拌30～40min，充分混合后，再进行固化处理。

在一些较为具体的实施案例中，所述的制备方法包括：将六水硝酸锌、联吡啶苯甲酸与氨基三氮唑混合匀得到混合物，然后加入到DMA中，常温搅拌30min，得到混合液；120℃下烘制72h，然后将固体分离；用DMA将上述固体洗涤3-5次，即可得到黄色块状杂化晶体材料。

本发明实施例还提供了所述多功能锌基有机无机杂化材料于储存C₂H₂、选择性分离C₂H₂或识别苦味酸中的应用。

进一步的，本发明实施例还提供了所述多功能锌基有机无机杂化材料于制备C₂H₂储存材料或苦味酸识别材料中的用途。

进一步的，本发明实施例还提供了C₂H₂储存材料，其由所述的多功能锌基有机无机杂化材料制成。