[发明专利]一种多酸为模板的32核银纳米笼材料及其制备方法

说明书

一种多酸为模板的32核银纳米笼材料及其制备方法，它涉及一种32核银‑三氮唑纳米笼多酸基晶体材料。本发明的目的是解决现有高核多酸基纳米笼晶态杂化材料合成难度大的问题，而提供一种简单易行的合成方法。多酸为模板的32核银纳米笼结构的多酸基金属有机框架晶体材料的化学式为[(trz)₆Ag₁₀][SiW₁₂O₄₀]。制备方法：将硅钨酸、硝酸银溶解到去离子水中，再加入1H‑1,2,4‑三氮唑‑3‑羧基，得到反应液；将反应液的pH值调至2.92，再在120℃下反应4天，再降至室温。本发明可获得一种32核银纳米笼结构的多酸基金属有机框架晶体材料。

技术领域

本发明涉及一种多酸为模板的32核银纳米笼材料及其制备方法。

背景技术

多金属氧酸盐(polyoxometalates, POMs)简称为多酸，是一类由前过渡金属通过氧原子的桥连作用形成的无机氧簇材料，分为杂多酸(中心杂原子一般为Si、P、B、Al、Co、Ge、As等)和同多酸。由于多金属氧酸盐具有高精确度的结构、较好的溶解性、多酸聚阴离子可调变的构型、大小和电荷、表面丰富的氧原子、多对可逆的电子转移等结构的多样性和自身优良的物理化学特性，常被用作基本构筑模块去构建功能性材料，在光电显示材料、有机催化、传感器、电极、燃料电池、超导材料、非线性光学材料、光电催化、磁学、生物医药化学、质子传导等领域有潜在的应用。

但多酸因在水和极性有机溶剂中较好的溶解性，使其难以保持原有的结构及因团聚使得比表面积低而限制其实际应用，为克服此缺点，将其负载到具有空旷结构和巨大的表面积(内表面和外表面) 的金属有机框架 (Metal-organic frameworks, MOFs)中，形成多酸基金属有机框架(Polyoxometalate-based metal-organic frameworks, POMOFs)，这不仅仅增大多酸的比表面积，而且金属离子配合物的引入促进了配原子的电子转移，使它们的催化和吸附等能力显著增强，在吸附剂、非均相催化剂、各类载体和离子交换剂等领域有广泛的应用前景。

相对于单一性含氮配体，1H-1, 2, 4-三氮唑-3-羧基配体的配位能力很强，既具有氮配位点又具有氧配位点，与金属离子进行配位时模型丰富多样，但在水热高温高压条件下，原位生成1H-1, 2, 4-三氮唑配体。此外，由于1H-1, 2, 4-三氮唑的分子量小，配位过程中空间位阻小，配位模型多样与连续含氮给电子原子四大优势的结合，更易于形成结构新颖的高维网络结构。而且通过调研大量文献发现，通过1H-1, 2, 4-三氮唑的μ₃的配位模型形成具有高核纳米笼的多酸基金属有机框架晶体材料仍鲜有报道。进一步，具有多酸为模板的32核银纳米笼的多酸基金属有机框架晶体材料尚未被制备。因此设计与制备此类材料即非常有趣也充满挑战，是目前多酸领域的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的是要解决利用现有技术合成具有多酸为模板的32核银纳米笼结构的多酸基金属有机框架晶体材料的难度大和传统多酸作为模板配位点少且不易形成高维框架结构的问题，而提供一种多酸为模板的32核银纳米笼结构的多酸基金属有机框架晶体材料及制备方法。

一种多酸为模板的32核银纳米笼结构的多酸基金属有机框架晶体材料的化学式为[(trz)₆Ag₁₀][SiW₁₂O₄₀]，其中，trz为三氮唑；晶系为单斜晶系；空间群为P2(1)/n；单胞参数为a=90，b=91.2630(10)，g=90，a =12.4231(6) Å，b =12.0036(6) Å ，c=18.8994(9) Å，Z=8。