[发明专利]一种基于刚性4-咪唑基配体的镍配合物及其制备方法

说明书

本发明公开一种基于刚性4‑咪唑基配体的镍配合物，涉及金属‑有机框架材料技术领域，基于1‑咪唑基配体只能利用终端氮原子来与金属配位的问题而提出的，其化学通式为{[Ni(L)(H₂BPTC)]·2H₂O}_n，其中L为1,4‑二(4‑咪唑基)苯，H₄BPTC为3,3',5,5'‑联苯四甲酸。本发明还提供一种基于刚性4‑咪唑基配体的镍配合物的制备方法，本发明的有益效果在于：本发明制得的镍配合物通过氢键堆积构成三维超分子结构，其晶态材料表现出高的热稳定性产率较高，重现性好，热稳定性高，纯度高。

技术领域

本发明涉及金属-有机框架材料技术领域，具体涉及一种基于刚性4-咪唑基配体的镍配合物及其制备方法。

背景技术

金属-有机框架(MOFs)化合物作为一种新型功能材料不仅具有丰富的结构，而且在气体存储、分离以及光、电、磁、荧光识别和催化等领域具有很好的应用潜力。尽管大量的MOFs已经被合成出来，但是如何控制反应条件合成出具有特定结构及性质的功能框架材料，对科研工作者来说仍然是一大挑战。

从合成角度来看，MOFs的自组装过程受多种因素的影响，比如有机配体、中心金属离子以及反应溶剂、温度、pH值、抗衡离子、金属-配体比例等。其中，有机配体的选择对于配合物结构至关重要。配体种类的不同不仅直接影响到配合物的形成，而且还涉及到配合物的结构以及功能特性。含1-咪唑基配体是一类合成MOFs的有效构筑单元，含1-咪唑基的配体与含4-咪唑基配体比较，可以发现一个最显著的特征：前者只能利用终端氮原子来与金属配位；而后者4-咪唑基配体具有前者的功能，并且4-咪唑基配体可脱质子形成咪唑盐，用来构筑具有气体储存和分离功能的多孔结构材料。

发明内容

本发明解决的技术问题之一在于1-咪唑基配体只能利用终端氮原子来与金属配位提供一种基于刚性4-咪唑基配体的镍配合物。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一种基于刚性4-咪唑基配体的镍配合物，其化学通式为{[Ni(L)(H₂BPTC)]·2H₂O}_n，其中L为1,4-二(4-咪唑基)苯[1,4-di(1H-imidazol-4-yl)benzene]，H₄BPTC为3,3',5,5'-联苯四甲酸。

优选的，所述镍配合物的晶体为单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞参数为：α＝90°，β＝122.333(5)°，γ＝90°。

优选的，所述基于刚性4-咪唑基配体的镍配合物的制备方法包括以下步骤：将六水合硝酸镍、1,4-二(4-咪唑基)[1,4-di(1H-imidazol-4-yl)benzene)]、氢氧化钠和3,3',5,5'-联苯四甲酸配体在水溶剂中经溶剂热反应后，于在90-120℃下恒温72-96h，然后自然冷却到室温，过滤，洗涤，干燥，得到绿色块状晶体，即为镍配合物。

优选的，所述六水合硝酸镍、1,4-二(4-咪唑基)苯、氢氧化钠和3,3',5,5'-联苯四甲酸配体的摩尔比为2:1:2:1或2:1:1:1。

优选的，所述溶剂热反应为在反应釜中以水溶剂为反应介质，利用电热恒温鼓风干燥箱控制温度。

优选的，所述溶剂热反应在内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中进行。

本发明解决的技术问题之二在于1-咪唑基配体只能利用终端氮原子来与金属配位，提供一种基于刚性4-咪唑基配体的镍配合物的制备方法。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：