[发明专利]一种室温合成金属有机框架材料PCN-224的方法

说明书

本发明属于金属有机框架材料制备领域，具体涉及一种室温合成有机框架物材料PCN‑224的合成方法。本发明首次在室温条件下利用微滴流的方法成功制备PCN‑224，优化制备条件，将能量输入做到最小化，利于投入实际生产。同时在较低温度下进行PCN‑224的合成，有利于在合成过程中热敏材料如纳米颗粒的封装，进一步优化扩展其应用。

技术领域

本发明属于金属有机框架材料制备领域，具体涉及一种室温合成有机框架物材料PCN-224的合成方法。

背景技术

金属有机框架材料(Metal Organic Frameworks),简称MOF，是一种由金属离子或金属簇与有机配体通过配位键键合形成的具有周期性网络结构的多孔材料。由于其具有高孔隙率，大比表面积，可设计和可调控的骨架结构等优点， MOF开始逐渐被研究人员所重视。金属有机框架材料在近十几年发展迅速，大量结构新颖的MOF被设计合成出来，并且在荧光、催化、气体吸附与分离、质子导体、药物运输等方面显示出巨大的应用前景。

随着研究的深入，研究人员发现MOF的稳定性成为限制该类材料应用的重要因素。如何构筑稳定的MOF也成为该材料发展过程中的重要环节。自2008 年，Lillerud小组报道了具有超高稳定性的Zr-MOF(UIO-66)以来，高稳定的 Zr-MOF的制备及其应用逐渐引起人们的重视，随后一系列Zr-MOF(UIO-67、 PCN-224、NU-1000)的出现也证实了这一点。但传统的溶剂热法仍旧是目前报道的Zr-MOF的主要制备方法，通常需要加热到120℃，高反应温度限制了其扩大规模投入实际生产，也不利于晶体生长过程中热敏材料的封装，限制了材料的应用。由此，发展室温制备稳定Zr-MOF的方法仍然具有重要意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开一种室温合成有机框架物材料PCN-224的合成方法，无需加热，室温即可进行PCN-224的合成，操作简单且有效降低生产成本。

本发明技术方案包括如下步骤：

(1)将N,N-二甲基甲酰胺和乙酸混合，得到混合溶液A1，将Zr₆金属簇溶解于混合溶液A1，得到混合溶液A；

(2)将四羧酸苯基卟啉溶解于与混合溶液A1等体积的N,N-二甲基甲酰胺，得到混合溶液B；

(3)在搅拌条件下通过微滴流将混合溶液B缓慢滴加进混合溶液A中，待滴加完成，二者完全混合，密封，室温下静置12-24小时；优选24小时；

(4)通过离心分离收集初步产物，用N,N-二甲基甲酰胺洗涤三次，乙醇洗涤一次，干燥，得到最终产物纯相PCN-224。

进一步的，混合溶液A1中N,N-二甲基甲酰胺和乙酸的体积比分别为0:5～4:1，优选为1:4；乙酸(≥99.5％)直接使用未进行进一步纯化处理，N,N-二甲基甲酰胺溶液(>99.9％)直接使用未进行进一步纯化处理。

进一步的，所述Zr6金属簇与四羧酸苯基卟啉质量比为2:1。

进一步的，所选微滴流流速为0.05ml/min。

进一步的，所述步骤(3)中搅拌速度为600-900rpm。

进一步的，所述步骤(3)静置时环境温度为室温至120摄氏度。

进一步的，所述Zr6金属簇可以按照文献方法合成。

有益技术效果：

(1)本发明成功提供一种室温合成PCN-224的方法，制备方法简单，可操作性强，产量高，有利于扩大化生产。

(2)本发明成功提供一种室温合成PCN-224的方法，无需加热，室温即可进行合成，将能量输入做到最小化，降低生产成本。