[发明专利]一种双核铈配合物及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种双核铈配合物，其分子式为[Ce(ttta)_0.5(DMF)₃(H₂O)₂]⁺·H₂O，其中Ce为三价铈离子，ttta为去质子化的5,5'‑(1,3,6,8‑四氧代‑1,3,6,8‑四氢苯并[lmn][3,8]菲咯啉‑2,7‑二基)二间苯二甲酸根配体，配合物结构属于单斜晶系C2/c空间群，晶体的基本结构单元是由不对称单元通过对称操作得到，对称操作码为1.5‑x，1.5‑y，1‑z；1‑x，1‑y，1‑z；1.5‑x，0.5+y，1.5‑z；1.5‑x，‑0.5+y，1.5‑z，为双核铈结构。本发明的优点在于：在溶剂热条件下采用刚性芳香羧酸类配体5,5'‑(1,3,6,8‑四氧代‑1,3,6,8‑四氢苯并[lmn][3,8]菲咯啉‑2,7‑二基)二间苯二甲酸(H4ttta)与六水合硝酸铈合成了新型双核铈配合物材料。该方法简捷、高效，为扩展双核铈配合物材料的结构数据提供了有效指导，对拓展双核铈配合物在吸附、催化、光点磁磁材料等领域的应用具有重要价值。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体地公开了一种在低温溶剂热条件下，基于刚性芳香羧酸有机配体构筑三维金属-有机框架材料的简洁、高效的制备方法。

背景技术

金属-有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,简称MOFs)是在分子识别与自组装等行为的基础上，以含有特殊配位原子或配位官能团的有机配体或有机桥基与金属为构筑单元组装得到。规整的周期结构、较大的比表面积和孔隙率使其成为化学和材料领域的研究热点，从而令MOFs在气体吸附、荧光探针、药物缓释等多个领域具有巨大的应用前景。此外MOFs可以通过化学方法修饰改变材料的结构与性能，在分子水平上进行设计合成，是一类极具潜力的复合功能多孔材料。

迄今为止，含铈金属-有机配合物由于铈(III)的不同价态和可变的配位能力而具有多样性的结构，从而呈现出多种特性与功能，在催化化学、材料科学等方面都具有巨大的应用前景。近年来，有许多文献报道了铈金属配合物的合成方法及应用，已报道的多是由铈离子与多羧酸类配体组装得到MOFs，例如Martin Lammert,Christian Gliβmann,HelgeReinsch,Norbert Stock,Cryst.Growth Des.,2017,17(3),pp 1125–1131选用的是四种多羧酸类配体(2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸，3,5-吡唑二羧酸，2,5-噻吩二羧酸和1,3,5-苯三羧酸)与铈(IV)构建六核铈配合物，用于还原Cr6+；Andrew Lin,Amr Awad Ibrahim,Pezhman Arab,Hani M.El-Kaderi,M.Samy El-Shall,ACS Appl.Mater.Interfaces,2017,9(21),pp 17961–17968选用1，3，5-苯三羧酸与铈(III)构建双核铈配合物，应用于低温催化氧化CO并吸收CO2；Sabuj Kanti Das,Sauvik Chatterjee,Subhajit Bhunia,AbhishakeMondal,Partha Mitra,Vandana Kumari,Anirban Pradhan,Asim Bhaumik,DaltonTrans.,2017,46,13783-13792选用1，4-萘二酸与铈(III)构建双核铈配合物，用于室温室压催化CO₂环加成反应；Rajendran Ramachandran,Wenlu Xuan,Changhui Zhao,XiaohuiLeng,Dazhi Sun,Dan Luo,Fei Wang,RSC Adv.,2018,8,3462–3469选用1，3，5-苯三羧酸与铈(II)构建形成三维结构用于制作超级电容器。上述这些构建配合物所使用的配体均是含氮类、含硫类或者简单的芳香羧酸配体构筑铈基配合物，从未报道过使用刚性芳香羧酸类配体5,5'-(1,3,6,8-四氧代-1,3,6,8-四氢苯并[lmn][3,8]菲咯啉-2,7-二基)二间苯二甲酸(H4ttta)和六水合硝酸铈构筑双核铈配合物。

发明内容