[发明专利]模板剂导向合成的多孔配位聚合物及其制备与应用

说明书

本发明涉及模板剂导向合成的多孔配位聚合物及其制备方法和应用，该配位聚合物的化学式为{Cd₃(cia)₂(4,4’‑bipy)·2H₂O}_n；其中cia为2‑（4‑羧基苯氧基）对苯二甲酸脱去质子后的阴离子，4,4’‑bipy为4,4’‑联吡啶有机配体，n为聚合度。本发明首次采用1,4‑二(1,2,4‑三唑基‑1‑亚甲基)苯为水热反应模板剂，通过控制反应条件，制备出孔隙率为31.6％多孔配位聚合物；所得的配位聚合物具有良好的热稳定性，荧光强度高，呈现清晰的蓝光，颜色纯粹；可作为荧光探针高效检测硝基苯客体有机分子；本发明制备工艺简单、晶体纯度高、产率高、检测方法简单、选择性高，是实验室合成的新型发光材料。

技术领域

本发明涉及一种功能多孔配位聚合物材料，具体涉及一种模板剂导向合成的多孔配位聚合物及其制备与应用。

背景技术

配位聚合物(coordination polymer)是由金属离子和有机配体通过超分子自组装而成的。这种配合物可以通过不同金属离子与各种刚性有机配体相结合而合成出不同孔结构的金属有机骨架。配位聚合物与传统的无机化合物不同之处在于金属离子或金属簇的存在可以为新材料带来各种物理化学性能，另外还可以通过有机配体的修饰来进一步调控、剪裁材料的结构与性质。这些特性赋予了配位聚合物在分离、催化、吸附、光学、药物研究等方面广阔的应用前景。

具有开放孔道骨架结构的多孔配位聚合物相比其他多孔材料来说，具有均匀的尺寸和外壳分散性，孔直径一般小于2nm。它能在一定程度上克服传统材料的热稳定性和化学稳定性差的缺点，而且与传统的分子筛沸石体系相比，它具有产率较高，微孔尺寸和形状可调、结构和功能变化多样等特点。将配位聚合物独特的孔特性与其功能性相结合，设计具有特殊性能(吸附、主客体识别等)的复合功能分子材料，已经受到各个领域的重视。

在合成多孔配位聚合物方面，模板剂的引入可以决定孔大小和形状，是调节多孔材料孔结构的一种有效策略。比如通过有机溶剂模板剂填充孔洞，起到支撑框架的作用；有机阳离子模板剂通过平衡电荷稳定框架结构，还有一些有机衍生物也可以用作模板剂。但是，在使用模板剂的过程中，由于很难预测配位聚合物中的分子间作用力，因此需要不断摸索合成条件，使金属中心和有机配体按预想的方式发生相互作用，如反应温度、pH值、浓度等因素的微小变化都可能导致配位模式发生变化，产生全新的骨架结构、或影响晶体质量和产率。基于以上原因，通过模板剂诱导合成多孔配位聚合物的研究还比较少。

发明内容

本发明的目的是提供一种模板剂导向合成的多孔配位聚合物及其制备与应用，是以1,4-二(1,2,4-三唑基-1-亚甲基)苯(btx)为水热反应模板剂制备的具有三核金属镉簇单元的多孔配位聚合物，可以作为荧光探针识别有机硝基苯分子，从而达到对其发光性能的调控。

本发明所采用的技术方案为：

模板剂导向合成的多孔配位聚合物，其特征在于：

该配位聚合物的化学式为{Cd₃(cia)₂(4,4’-bipy)·2H₂O}_n；

其中：

cia为2-(4-羧基苯氧基)对苯二甲酸脱去质子后的阴离子；

4,4’-bipy为4,4’-联吡啶有机配体；

n为聚合度。

该配位聚合物的结构单元属于单斜晶系，分子式为C₄₀H₂₆N₂O₁₆Cd₃，分子量为1127.83，空间群为C2/c，晶胞参数为：a＝γ＝90°，β＝117.235(2) °。