[发明专利]基于4,4’-二羧酸二甲基偶氮苯和腺嘌呤的Zn(II)配合物及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于4,4’‑二羧酸二甲基偶氮苯和腺嘌呤的Zn(II)配合物及其合成方法和应用，Zn(II)配合物的合成方法，包括以下步骤：在4,4’‑二羧酸二甲基偶氮苯、腺嘌呤和锌(II)金属盐中加入N,N‑二甲基甲酰胺水溶液，均匀分散，于100～130℃下保持1～3天后，自然降至室温20～25℃，过滤后得到橙色块状单晶为所述Zn(II)配合物，其中，按物质的量计，所述锌(II)金属盐、4,4’‑二羧酸二甲基偶氮苯和腺嘌呤的比为2:1:1。Zn(II)配合物可以在催化晶体材料领域得到广泛应用，在无溶剂和无共催化剂的条件下催化CO₂化学固定成环碳酸酯时，转化率高，最高达到100％。

技术领域

本发明属于异相催化剂技术领域，具体来说涉及一种基于4,4’-二羧酸二甲基偶氮苯和腺嘌呤的Zn(II)配合物及其合成方法和应用。

背景技术

目前，全球正面临前所未有的环境污染问题，极大的危害人类和众多生物的生存和健康。其中，非常重要的问题就是全球化变暖，这主要是由于大气中积累了大量的CO₂气体，而这主要是来源于人类工业化的快速发展，对石油化工原料的大量使用所致。现在全世界很多优秀的科学家致力于解决CO₂过量排放的问题，比如：人们开始大力开发氢气和太阳能等清洁能源，但是在实际使用中还是存在一定的问题。因此，有部分科学家开始致力于设计多孔材料，既可以高效的选择性捕获CO₂分子，又可以将其作为C1源和环氧化合物连续性的转化成为工业原料碳酸酯。这不仅快速地解决了CO₂过量排放的问题，还可以进一步利用其为工业原料。这类材料目前主要包括传统的金属氧化物、多孔聚合物、分子筛和部分复合多孔材料。这类材料在使用过程中往往有很多问题限制其实际应用，比如：价格较高、稳定性较差、高温高压、选择性差和产率低等缺点。因此，寻求性能更加优异的多孔材料捕获和连续高效的转化CO₂是全世界急需的难题之一。

多孔配位聚合物是一类新型的无机-有机配位的杂化材料，无机部分主要是过渡金属构成的无机节点，有机部分主要是含有氧原子和氮原子的配体。这类材料属于晶体材料，具有长程有序性和周期性，同时具有很多独特的优点，如：多孔性、高比表面积、骨架的可设计性和孔表面的可修饰性等。以上优点使得该材料在催化、检测、吸附分离、医疗成像等领域展现了独特的出色性质和表现，在这些领域展现出了潜在的应用价值。最近几十年，晶体配位聚合物在材料学、晶体学、配位化学、分析化学等众多领域均受到了广大科学家的青睐和关注。混合配体策略是构筑多功能材料和引入功能位点常用的方法，往往利用这种方法可以构筑得到稳定的、多孔的、含有多功能位点的晶体材料。希望利用该方法制备更加高效的多孔配位化合物，并利用其来捕获和催化CO₂作为C1源和环氧化合物反应合成环碳酸酯。但目前这类材料的相关研究还是较少，特别是大多数需要在高温高压，并且含有共催化剂的条件下，这使得对设备的要求高、耗能量大、难以直接分离使用等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于4,4’-二羧酸二甲基偶氮苯和腺嘌呤的Zn(II)配合物，该Zn(II)配合物含有羧基的刚性二羧酸4,4’-二羧酸二甲基偶氮苯(简称H₂L)做为有机配体，再与含有氨基等大量氮原子的腺嘌呤(简称Ad)有机配体混合，4,4’-二羧酸二甲基偶氮苯和腺嘌呤通过去质子的方法与锌离子构筑制备具有多孔结构的材料。本发明最终制备的固体材料(Zn(II)配合物)具有丰富的孔道结构和裸露的金属位点Zn(II)作为Lewis酸位点以及大量的氮原子作为Lewis碱位点，为一种含有酸和碱双功能催化位点的三维多孔结构。

本发明的另一目的是提供上述Zn(II)配合物的合成方法，该合成方法反应操作简便易行，所需设备简单，可重现性好。。