[发明专利]基于四头吡唑配体的多核钴簇金属有机框架材料、制备和应用

权利要求书

1.一种四头吡唑配体，其特征在于，配体为3,3',5,5'-四(1H-吡唑-4-基)-1,1'-联苯(H₄LTP)，化学结构式为：

2.权利要求1所述的四头吡唑配体的制备方法，其特征在于，步骤如下：

首先是3,3',5,5'-四溴-1,1'-联苯与四氢吡喃保护的吡唑硼酸酯在1，4-二氧六环和水中，加入碳酸钾和四(三苯基膦)钯，密封、抽真空、惰性气体保护，加热反应得到3,3',5,5'-四(1-(四氢-2H-吡喃-2-基)-1H-吡唑-4-基)-1,1'-联苯；

然后将3,3',5,5'-四(1-(四氢-2H-吡喃-2-基)-1H-吡唑-4-基)-1,1'-联苯在盐酸乙醇溶液中加热脱保护得到3,3',5,5'-四(1H-吡唑-4-基)-1,1'-联苯。

3.一种基于四头吡唑配体的金属-有机框架材料，其特征在于，化学分子式为[Co₈(OH)₄(OH₂)₂(LTP)₃]，H₄LTP为有机配体3,3',5,5'-四(1H-吡唑-4-基)-1,1'-联苯；

从框架连接构筑的角度看，该金属-有机框架的晶体结构属于三方晶系，空间群为R-3c，晶胞参数为：α＝β＝90°，γ＝120°；

该金属-有机框架晶体结构的不对称单元包括1/2个LTP^4-配体、2个Co原子和1个O原子；所有的Co原子皆为八面体构型的六配位模式，配位原子包括三个N原子和三个O原子，其中三个N原子来自三个不同配体中的吡唑基团，三个O原子来自反应系统中的水分子；6个Co1和2个Co2原子被6个μ₄-OH/OH₂基团连接形成一个轻微扭曲的立方Co₈(μ₄-OH)(μ₄-OH₂)金属簇Co₈O₆，该金属簇中，Co2原子位于立方体体对角线的两个顶点上，其他6个Co1位于其余6个顶点上；每个Co₈O₆金属簇与来自12个不同LTP^4-配体的12个吡唑基团连接，每个LTP^4-配体上的4个吡唑基团分别与4个Co₈O₆金属簇连接，形成一个三维框架；

从拓扑学角度看，每个LTP^4-配体以扭曲的四面体构型与4个Co₈O₆金属簇连接，形成一个具有ith类型拓扑的三维框架结构。

4.按照权利要求3的一种基于四头吡唑配体的金属-有机框架材料，其特征在于，在该金属-有机框架中，Co2…O和Co2…N的键长分别为和Co1…O和Co1…N的键长分别为和

5.权利要求3所述一种基于四头吡唑配体的金属-有机框架材料的制备方法，其特征在于，密封条件下，3,3',5,5'-四(1H-吡唑-4-基)-1,1'-联苯(H₄LTP)与硝酸钴Co(NO₃)₂·6H₂O在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和去离子的混合溶液中，经由溶剂热反应得到该金属-有机框架的晶体；有机配体3,3',5,5'-四(1H-吡唑-4-基)-1,1'-联苯(H₄LTP)与硝酸钴的摩尔比为1:(1～4)，每0.05mmol的硝酸钴对应1mL～4mL的DMF，0.1mL～4mL的去离子水，热反应的温度为90℃-160℃，反应时间为12-60小时。

6.按照权利要求3所述的一种基于四头吡唑配体的金属-有机框架材料的应用，其特征在于，用于吸附氨气。