[发明专利]分离乙炔/二氧化碳混合气体的镍配位聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及配位化学领域，具体涉及一种分离乙炔/二氧化碳混合气体的镍配位聚合物及其制备方法。该镍配位聚合物的化学式为{[(CH₃)₂NH₂]₂[Ni₃(μ₃‑O)·(C₁₄H₄O₄F₄)₃·(C₁₈N₆H₁₂)]}，属于六方晶系，空间群为P6₃/mmc；单胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°，Z＝2。该镍配位聚合物能够用于分离乙炔/二氧化碳混合气体，且分离性好。其制备方法简单、易操作、原料来源充足、产率较高、稳定性好，适合扩大化生产的要求。

技术领域

本发明属于配位化学领域，具体涉及可选择性吸附分离乙炔/二氧化碳混合气体的多孔配位聚合物及其制备方法。

背景技术

多孔配位聚合物是近二十年来发展起来的一种新型多孔材料，其结构多样、比表面积高，在气体吸附/分离、催化、荧光识别等领域具有广泛的应用前景。与传统多孔材料相比，多孔配位聚合物最吸引人的特点之一是其结构和孔环境的可调性。对于特定气体分子，可以通过控制有机配体的形状和长度来精确调控多孔配位聚合物的结构和通道，实现对不同气体分子的选择性吸附和分离。此外通过在有机配体的特定位置引入特定的基团，通过合理调节配体来调控多孔配位聚合物的孔环境，以增强多孔配位聚合物与特定客体气体分子的相互作用，这对于客体分子的选择性吸附分离具有重要的应用价值。

乙炔作为一种重要的工业气体，广泛用于合成化学产品，如聚氨酯、聚酯塑料和乙烯基衍生物等。目前，它主要是通过天然气的不完全氧化获得，其过程中容易产生副产物二氧化碳。但由于乙炔和二氧化碳分子的大小几乎相同(乙炔,二氧化碳,)，同时两者沸点非常接近(乙炔,189.3K；二氧化碳,194.7K)，导致乙炔/二氧化碳分离成为最具挑战性的化学分离之一。此外，乙炔难以储存，即使在室温下，它也很容易在2atm以上的压力下爆炸。因此，考虑到可持续能源发展和绿色工业应用，研究出具有低能耗、无污染，并且能够在低压下存储乙炔并将其与二氧化碳分离的材料具有重要意义。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明提供一种能够分离乙炔/二氧化碳混合气体的镍配位聚合物及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

本发明提供的一种镍配位聚合物，化学式为

{[(CH₃)₂NH₂]₂[Ni₃(μ₃-O)·(C₁₄H₄O₄F₄)₃·(C₁₈N₆H₁₂)]}(式中，(CH₃)₂NH₂代表二甲基胺阳离子，C₁₄H₄O₄F₄代表3,3',5,5'-四氟联苯-4,4'-二甲酸阴离子，C₁₈N₆H₁₂代表2,4,6-三(4-吡啶)-1,3,5-三嗪)，该镍配位聚合物属于六方晶系，空间群为P6₃/mmc；单胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°，Z＝2。

上述的镍配位聚合物的制备方法，包括以下步骤：将镍盐、3,3',5,5'-四氟联苯-4,4'-二甲酸、2,4,6-三(4-吡啶)-1,3,5-三嗪和氟硼酸混合，再放入盛有有机溶剂的高压反应釜中，然后在373～393K下反应，得到所述的镍配位聚合物。

其反应通式为：