[发明专利]原位酰肼三维MOFs材料的制备方法及其用途

说明书

本发明属于多功能MOFs材料制备技术领域，公开了一种以1,2,3,5‑苯四甲酸、草酸以及水合肼为前驱体通过原位反应构筑生成酰肼桥联的水稳定微孔三维MOF材料，该化合物采用原位水热发合成，含有不饱和金属配位点，以及未配位N‑H基团，化合物可作为苯甲醛硅氰化反应路易斯酸催化剂。

技术领域

本发明属于多功能MOFs材料制备技术领域，具体涉及一种以1,2,3,5-苯四甲酸、草酸以及水合肼为前驱体通过原位反应构筑生成酰肼桥联的水稳定微孔三维MOF材料，该化合物可作为苯甲醛硅氰化反应催化剂。

背景技术

随着人类社会的发展,各种各样的化工染料、金属离子排放进入河流、湖泊、海洋，因为很多染料和金属离子是有毒性物质，具有致癌致畸效应，不仅可能破坏水体的生态平衡，而且直接对人类和其他生物的健康构成极大的威胁，如何有效消除染料的环境污染成为社会关心的重要问题。

在光降解、微生物降解、物理吸附等几种方法等方法除去水中污染物方法中，物理吸附的方法被认为是的最有效的染料去除方法之一，相对其他方法工作效率高、成本低、操作简单、并具有可回收再利用等优点。金属-有机骨架(MOF)作为一种新型的有机-无机杂化多孔材料，一般具有热稳定性好、孔径尺寸以及孔道性质可以通过有机配体修饰而调控等优点，故而得到科研工作者的广泛关注。

MOFs材料是有机配体和金属离子或金属离子形成的多核团簇构筑的多孔化合物。通过设计不同的配体，可以有效调MOFs结构和性能。一般说来，如果MOFs含有不饱和金属配位点，或者是配体含有未配位活性基团，将在一定程度上增强吸附性能，甚至达到选择性吸附分离的效果，有目的设计合成这种MOFs仍然有一定的挑战性。

另外一个方面，不饱和金属配位点可以作为路易斯酸催化的活性位点，开放金属位作为电子对受体，能够加速反应过程。MOF材料因为具备多相催化剂的特点，如容易从反应体系中分离出来，催化剂可重复使用，并且能在温和的条件下有效促进各种有机反应的发生，如苯甲醛的硅氰化反应的催化性能研究，很显然配合物的水稳定性、热稳定性，以及配合物不饱和配位点都对催化性能有重要影响。相对路易斯酸催化，碱催化意义非凡，有目的的使用固体碱代替化学计量的液体碱，不仅可以提高反应的总原子效率，提高催化剂的周转量。而且固体碱的腐蚀性要小得多，设备处理问题也很少，反应后产物的回收和催化剂的分离变得容易，从而便于催化剂的再利用。因此，固体碱可望提供一种经济和环境友好的方法来合成化学品，这对于实现绿色化学和可持续发展是非常重要的。除了使用碱土金属，直接利用以碱性含氮配体为构建基元，将碱性引入MOFs，是目前最重要的策略。如使用2-氨基对苯二甲酸替换对苯二甲酸构筑的IRMOF-3，NH_2-UiO-66，NH₂-MIL-101。除金属离子和有机配体直接组装形成MOF-碱催化剂外，通过后合成修饰不饱和金属位点以及配体均可利用多胺产生相应的碱催化催化活性中心，其不足之处也显而易见，如多胺和不饱和金属配位点作用，其中一个氨基配位参与配位，降低了氨基效率，而且也减小了MOF孔径大小。