[发明专利]三核锆基分子笼、其制备方法与应用

权利要求书

1.一种三核锆基分子笼化合物(简写为Zr-PDI)，其特征在于，其分子式为{[Cp₃Zr₃μ₃-O(μ₂-OH)₃]₄(L)₆}·Cl₄。

2.如权利要求1所述的三核锆基分子笼化合物，其特征在于，所述Zr-PDI由H₂L配体与锆盐反应得到，其中：所述H₂L配体的结构式如下：

优选地，所述Zr-PDI由H₂L配体与锆盐的质量比为1:(0.5～1)，示例性为1:0.5、1:0.75、1:1。

优选地，所述锆盐可以选自二氯二茂锆。

3.权利要求1或2所述的三核锆基分子笼化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将H₂L配体与锆盐采用溶剂热法，制备得到所述Zr-PDI；

其中：所述H₂L配体的结构式如下：

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述H₂L配体与锆盐的质量比为1:(0.5～1)。

优选地，所述锆盐可以选自二氯二茂锆。

优选地，所述溶剂热法的反应温度为40～80℃，所述反应的时间为1-3天。

优选地，所述溶剂为N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、四氢呋喃(THF)和水(H₂O) 中的至少一种。

5.一种三核锆基分子笼Zr-PDI晶体。

6.如权利要求5所述的晶体，其特征在于，所述三核锆基分子笼Zr-PDI晶体属于单斜晶系，空间群为C2/c，晶胞参数为α＝γ＝90°，β＝95.42°。

优选地，所述三核锆基分子笼Zr-PDI晶体的晶胞内分子数Z＝4。

优选地，所述三核锆基分子笼Zr-PDI晶体包含4个[Cp₃Zr₃μ₃-O(μ₂-OH)₃]顶点，6个L配体，形成M₄L₆构型。

优选地，所述三核锆基分子笼Zr-PDI晶体不是理想型的金属-有机正四面体，发生一定角度的扭曲，扭曲金属-有机四面体内的最大原子距离为

优选地，所述三核锆基分子笼Zr-PDI晶体为红色扭曲金属-有机四面体状晶体。

优选地，所述三核锆基分子笼Zr-PDI晶体的BET表面积为1631～1632m²g^-1。

7.权利要求5或6所述的晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括权利要求3或4所述的三核锆基分子笼化合物的制备方法。

8.权利要求1或2所述的三核锆基分子笼化合物和/或，权利要求5或6所述的三核锆基分子笼晶体作为光催化材料的应用。

优选地，在光催化氧化苯硫醚及其衍生物制备亚砜产物中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述苯硫醚及其衍生物选自式Ⅰ所示结构的化合物：

其中：

R₁选自H、卤素、-NO₂、-C_1-4烷基、-O-C_1-4烷基；

R₁选自-C_1-4烷基、苯基。

优选地，所述苯硫醚及其衍生物选自下列物质中的至少一种：

10.一种光催化反应制亚砜的方法，其特征在于，所述方法包括将权利要求1或2所述的三核锆基分子笼化合物Zr-PDI和/或，权利要求5或6所述的三核锆基分子笼Zr-PDI晶体与苯硫醚及其衍生物接触，光照进行反应。

优选地，所述光催化反应在溶剂体系中进行。优选地，所述溶剂可以为CH₃CN、CH₂Cl₂、CHCl₃、CH₃OH、THF中的至少一种。

优选地，所述光照的时间为1-12h。