[发明专利]一类四吡啶基卟啉金属-有机框架材料及制备方法和用途

说明书

一类四吡啶基卟啉金属‑有机框架材料及制备方法和用途，本发明涉及一类吡啶基卟啉金属‑有机框架材料(MOFs)，本发明的目的是提供一类四吡啶基卟啉金属‑有机框架材料，即MOFs，所述的有机框架材料包括有含吡啶取代基的卟啉和通过卟啉环上的吡啶取代基上的氮原子进行配位的金属离子，还提供相应的制备方法和用途，和现有的技术相比，本发明制备的MOFs的优势如下：1.可在室温下合成，能在水中长期稳定存在；2.使用的金属范围很广；3.以钯为配位金属时得到的钯金属‑有机框架材料经还原后可以载氢，氢原子与单原子分布的钯进行配位，比有记录的钯颗粒载氢量高；4.得到的Pd‑MOFs是具有多孔结构；5.卟啉MOFs中的卟啉是一种光敏剂，具有荧光发射。

技术领域

本发明涉及一类吡啶基卟啉金属-有机框架材料(MOFs)，具体涉及一类吡啶基卟啉MOFs及其制备方法，以及其作为功能材料应用于医药、成像、催化、传感等的用途。

背景技术

具有特定形状和结构的自组装材料是功能材料领域的研究热点，在电学、光学、能量转换、气体吸附分离、催化等领域有广泛的用途。在生物医学领域，金属-有机框架材料在药物递送、生物成像、传感与诊断等方面有重要的应用。MOFs的优良特性一方面来自于其结构特点，如多孔性、高比表面、可修饰性，热稳定性等，另一方面来自于配位的金属，这些金属赋予MOFs特殊的性能。以MOFs作为催化剂、人工酶有很好的应用，但是其性能往往取决于负载的金属，如何通过调节配位结点的金属性能实现功能化，是一个难题。同时，已有的MOFs由于配位键较弱，极易在水气存在下水解而发生骨架坍塌，影响其使用。且MOFs一般以水热合成，反应过程较长。因此，探索一种室温下快速合成且在水中能稳定存在的MOFs材料很有必要。四吡啶基卟啉是一种中性配体，对许多金属都有很强的配位能力，可以和多种金属配位得到不同金属的MOFs，为提供更多样的催化性能提供了方便。

发明内容

为克服上述提到的问题，本发明提供一种如下的技术方案：

本发明的目的之一是提供一种一类四吡啶基卟啉金属-有机框架材料，即MOFs，所述的有机框架材料包括有含吡啶取代基的卟啉和通过卟啉环上的吡啶取代基上的氮原子进行配位的金属离子。

优选的，所述的含吡啶取代基的卟啉是5,10,15,20-四(4-吡啶基)卟啉(TPyP)和/或其金属配合物(MTPyP)。若为金属卟啉，则中间金属离子为锌离子、铜离子、铁离子、亚铁离子、锰离子、铂离子、铅离子、钴离子、铝离子、钆离子、铱离子和金离子等。

进一步的，所述的金属离子为钯离子、铂离子、铋离子、金离子、银离子、镉离子、镍离子的一种以上。具体的金属盐包括有Na₂PdCl₄、K₂PdCl₄、H₂PtCl₆、Bi(NO₃)₃、BiCl₃、HAuCl₄、AgNO₃、Cd(NO₃)₂、CdCl₂、NiCl₂、Ni(NO₃)₂等。

本发明的目的之二是提供一类四吡啶基卟啉金属-有机框架材料的制备方法，所述的制备方法包括如下的步骤：

(1)反应：将配位的金属盐与四吡啶卟啉溶液混合反应，同时搅拌，反应完全后，得到MOFs，然后通过水洗、乙醇洗涤和真空干燥；根据不同的情况，可采用加热或者不加热的方式进行反应，反应温度处于0～200℃。

金属盐与TPyP或MTPyP之间进行定量反应，其中所述金属盐与四吡啶卟啉之间的摩尔比范围为0.25～4；

干燥的温度控制在20～60℃；