[发明专利]基于六核铽簇的三维多孔配合物的合成方法和应用

权利要求书

1.一种三维多孔结构的铽配合物，其特征在于，其化学式为[Tb₆L₂·(2-FBA)₂·(H₂O)₆·(μ₃-OH)₈]_n，其中，所述(μ₃-OH)为起到桥联作用的OH^-，所述2-FBA为2-氟苯甲酸，所述L为羧基去质子的3,3′,5,5′-四(4-羧基苯基)-4,4′-联苯二胺阴离子配体，该L的结构简式如下：

2.根据权利要求1所述的铽配合物，其特征在于，所述铽配合物的基本结构单元包括：四分之一个晶体学独立的Tb1、二分之一个晶体学独立的Tb2、四分之一个晶体学独立的2-氟苯甲酸、二分之一个晶体学独立的μ₃-O(4)H、二分之一个晶体学独立的μ₃-O(7)H、二分之一个晶体学独立的H₂O(5)和四分之一个晶体学独立的H₂O(6)和四分之一个完全去质子的L^4-。

3.根据权利要求2所述的铽配合物，其特征在于，每一个L^4-中同一个羧基的2个氧为O1和O2，O1与一个Tb1连接，O2与一个Tb2连接，每一个Tb1与来自四个L^4-的羧基中的四个氧O1、两个μ₃-O(4)H的O4、两个μ₃-O(7)H的O7和一个来自H₂O(6)的O6连接；每一个Tb2与来自一个2-FBA^-的一个氧O3、来自两个L^4-的羧基中的两个氧O2、两个来自μ₃-O(4)H的O4、两个来自μ₃-O(7)H的O7和一个来自H₂O(5)的O5连接；

每一个O4连接的Tb2的数量为两个、Tb1的数量为一个，每一个O7连接的Tb2的数量为两个、Tb1的数量为一个。

4.根据权利要求3所述的铽配合物，其特征在于，所述铽配合物的晶胞参数为α＝90.00°，β＝90.00°，γ＝120.00°，Z＝6。

5.根据权利要求4所述的铽配合物，其特征在于，当温度升至450-500℃时，所述铽配合物的三维骨架开始分解，剩余残渣为金属氧化物Tb₂O₃。

6.如权利要求1～5中任意一项所述铽配合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

在3,3′,5,5′-四(4-羧基苯基)-4,4′-联苯二胺、2-氟苯甲酸和铽(III)金属盐中加入N,N-二甲基甲酰胺使其均匀分散，于100～120℃下保持3～6天后，自然降至室温20～25℃，过滤后得到棕色块状单晶为所述铽配合物，其中，所述铽(III)金属盐、3,3′,5,5′-四(4-羧基苯基)-4,4′-联苯二胺和2-氟苯甲酸的物质的量的比为1：(1.8～2)：(64～67)。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述铽(III)金属盐的物质的量份数与所述N,N-二甲基甲酰胺的体积份数的比为1：(140～155)，其中，所述物质的量份数的单位为mmol，体积份数的单位为mL。

8.根据权利要求7所述的合成方法，其特征在于，所述保持3～6天的温度为100～115℃；对过滤后得到棕色块状单晶进行洗涤和干燥，洗涤采用的洗涤剂为N,N-二甲基甲酰胺，干燥温度为室温20～25℃；使3,3′,5,5′-四(4-羧基苯基)-4,4′-联苯二胺、2-氟苯甲酸和铽(III)金属盐均匀分散在N,N-二甲基甲酰胺中的方法为：室温20～25℃下搅拌至少30分钟。

9.如权利要求1～5中任意一项所述铽配合物在CO₂化学固定成环碳酸酯中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将物质的量的比为1：(0.15-0.20)的环氧氯丙烷和四丁基溴化铵分散于乙腈中，再加入所述铽配合物作为异相催化剂，在一个大气压的二氧化碳环境下，于70～85℃反应24～36小时，所述环氧氯丙烷转化成环碳酸酯且其转化率最高达到100％，其中，所述铽配合物的质量份数与环氧氯丙烷的物质的量份数的比为50：(0.5-1.5)；

所述质量份数的单位为mg，所述物质的量份数的单位为mmol；

所述环氧氯丙烷的物质的量份数与所述乙腈的体积份数的比为1：(2-3)；

所述铽配合物作为异相催化剂在循环使用3-6次后，仍保持原有骨架结构。