[发明专利]一种多功能二维Co基金属-有机骨架材料和制备方法及其应用

权利要求书

1.一种多功能二维Co基金属-有机骨架材料，其特征在于，结构式为[Co(4,4'-abpt)₂(1,3-abc)₂]_n；其中4，4'-abpt为3，5-二-4-吡啶基-4H-1，2，4-三唑-4-胺；1，3-abc为去质子化的1，3-金刚烷二甲酸配体；n为正整数；

从骨架连接构筑的角度，所述Co基金属-有机骨架材料的晶体结构属于单斜晶系，C2/c空间群；晶胞参数为：a＝22.241(8)nm,b＝10.099(4)nm，c＝20.932(7)nm,α＝90o，β＝93.166°(6)，γ＝90o。

2.如权利要求1所述的多功能二维Co基金属-有机骨架材料，其特征在于，所述Co基金属-有机骨架材料以双核[Co₂(HCOO)₄]²⁺基元连接成二维拓扑结构，拓扑符号为{3⁶.4⁶.5³}。

3.制备权利要求1～2任一项所述的多功能二维Co基金属-有机骨架材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、称取4,4'-abpt转移至带有磁子的烧杯中，再缓慢加入乙醇，在600～700r/min的转速下通过磁力搅拌直至4,4-abpt溶解完全，制得反应液A；

S2、称取1,3-abc转移至带有磁子的烧杯中，再缓慢加入N,N-二甲基甲酰胺，磁力搅拌直至1,3-abc溶解完全，制得反应液B；

S3、将S1中的所述反应液A混入S2中的所述反应液B中，磁力搅拌直至溶液混合均匀，制得混合液A；

S4、称取钴源，转移至带有磁子的烧杯中，再缓慢加入去离水，通过磁力搅拌直至钴源溶解完全，获得钴源溶液；

S5、将S4中的所述钴源溶液混入S3中的混合液A中，通过磁力搅拌直至溶液混合均匀，制得混合液B；

S6、将S5中的所述混合液B转移至带有25mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在75～100℃温度下进行恒温晶化，然后以5℃/h的速率程序降温到25℃，并在25℃下保留12h之后获得透明固体材料；

S7、将S6中的所述透明固体材料经乙醇、去离子水交替洗涤多次后，在60℃温度下干燥6～7h之后即获得多功能二维Co基金属-有机骨架材料。

4.如权利要求3所述的多功能二维Co基金属-有机骨架材料的制备方法，其特征在于，所述S1中的4,4'-abpt与S2中的1,3-abc与S4中的钴源摩尔比为(0.05～0.1):(0.05～0.1):(0.05～0.1)。

5.如权利要求3所述的多功能二维Co基金属-有机骨架材料的制备方法，其特征在于，所述S1中的乙醇与S2中的N,N-二甲基甲酰胺与S4中的去离子水的体积比为(1～2):(1～2):(1～2)。

6.如权利要求3所述的多功能二维Co基金属-有机骨架材料的制备方法，其特征在于，S4中所述钴源为醋酸钴、硝酸钴、硫酸钴或氯化钴中的一种。

7.如权利要求3所述的多功能二维Co基金属-有机骨架材料的制备方法，其特征在于，S6中所述恒温晶化时间为70～75h。

8.如权利要求3所述的多功能二维Co基金属-有机骨架材料的制备方法，其特征在于，所述S2、S3、S4和S5中磁力搅拌的转速均为600～700r/min。

9.一种如权利要求1～2任一项所述的多功能二维Co基金属-有机骨架材料，作为电催化剂在电解水制H₂和O₂中的应用；作为光催化剂降解水中的结晶紫、亚甲基蓝和罗丹明三种偶氮染料污染物中的应用。