金属配合物,以及由其制备的吸附材料、吸藏材料和分离材料的制作方法_2

文档序号:8268608阅读:来源:国知局
0058] 图15显示在293K,二氧化碳在合成例2、合成例3和比较合成例1中获得的金属 配合物上的吸附等温线。
[0059] 图16显示在298K,甲烷在合成例1中获得的金属配合物上的吸附和脱附等温线。
[0060] 图17显示在298K,甲烷在比较合成例1中获得的金属配合物上的吸附和脱附等温 线。
[0061] 图18显示在293K,二氧化碳和甲烷在合成例1中获得的金属配合物上的吸附和脱 附等温线。
[0062] 附图标记清单
[0063] 1.气体储存装置(燃料箱)
[0064] 2.耐压容器
[0065] 3.气体储存空间
[0066] 4.吸藏材料
[0067] 在粉末X射线衍射图案的测量结果中,横轴表示衍射角(2Θ)且纵轴表示以 cps (计数/秒)表示的衍射强度。
[0068] 在吸附和脱附等温线的测量结果中,横轴表示以MPa计的平衡压力,且纵轴表示 以mL(STP)/g计的平衡吸附量。在吸附和脱附等温线的测量结果中,对于各压力水平绘 制在升高的压力下的气体的吸附量(ads.)和在降低的压力下的气体的脱附量(des.)。 "STP"(标准温度和压力)表示273. 15K的温度和1巴(IO5Pa)的压力的状态。
[0069] 实施方案描述
[0070] 本发明的金属配合物包含多价羧酸化合物、至少一种选自属于周期表第2至第13 族的金属的离子的金属离子、能够多齿配位至该金属离子的有机配体和能够配位至该金属 离子的单齿有机配体。
[0071] 对于在本发明中使用的多价羧酸化合物没有特别的限定。可以使用二羧酸化合 物、三羧酸化合物、四羧酸化合物等。二羧酸化合物的实例包括琥珀酸、1,4_环己烷二甲酸、 富马酸、黏康酸、2, 3-吡嗪二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲 酸、2,7-萘二甲酸、9,10_蒽二甲酸、4,4'-联苯二甲酸、4,4'-芪二甲酸、2,5-吡啶二甲 酸、3, 5-吡啶二甲酸、2, 5-噻吩二甲酸、2, 2'-二噻吩二甲酸等。三羧酸化合物的实例包 括均苯三甲酸、偏苯三甲酸、联苯_3,4',5_三甲酸、1,3,5_三(4-羧基苯基)苯、1,3,5_三 (f -羧基[l,r -联苯]-4-基)苯、2,4,6_三(4-羧基苯基)-均-三嗪等。四羧酸 化合物的实例包括均苯四甲酸、3,3',5,5'-四羧基二苯基甲烷、[1,1' :4',1"]三联 苯_3,3",5,5< -四甲酸、1,2,4,5-四(4-羧基苯基)苯等。在这些中,二羧酸化合物是 优选的;更优选的是不饱和二羧酸化合物(例如,富马酸、2,3_吡嗪二甲酸、间苯二甲酸、对 苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、2, 7-萘二甲酸、9,10-蒽二甲酸、4,4'-联苯二 甲酸、4,4'-芪二甲酸、2,5_吡啶二甲酸、3,5_吡啶二甲酸、2,5_噻吩二甲酸和2,2< -二 噻吩二甲酸)。多价羧酸化合物可以单独使用或以两种以上的混合物使用。本发明的金属 配合物可以是两种以上各自含有单一多价羧酸化合物(优选二羧酸化合物)的金属配合物 的混合物。
[0072] 多价羧酸化合物还可以包含除了羧基之外的取代基。具有取代基的多价羧酸优选 芳族多价羧酸,且取代基优选连接至芳族多价羧酸的芳环。取代基的数量为1、2或3。取 代基的实例包括,但不特别限于,烷基(具有1至5个碳原子的直链或支链烷基,如甲基、乙 基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基和戊基)、卤素原子(氟、氯、溴和碘)、烷氧基 (例如,甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基和叔丁氧基)、氨基、单烷 基氨基(例如,甲基氨基)、二烷基氨基(例如,二甲基氨基)、甲酰基、环氧基、酰氧基(例 如,乙酰氧基、正丙酰氧基、正丁酰氧基、新戊酰氧基和苯甲酰氧基)、烷氧羰基(例如,甲氧 羰基、乙氧羰基和正丁氧羰基)、硝基、氰基、羟基、乙酰基、三氟甲基等。具体实例包括具有 取代基的多价羧酸化合物,如2-硝基对苯二甲酸、2-氟对苯二甲酸、1,2,3,4-四氟对苯二 甲酸、2,4,6-三氟-1,3, 5-苯三甲酸等。
[0073] 多价羧酸化合物可以以酸酐或碱金属盐的形式使用。
[0074] 在本发明中,使用选自属于周期表第2至第13族的金属的离子中的至少一种金属 离子。属于周期表第2族的金属的离子包括铍、镁、钙、锶、钡和镭离子。属于周期表第3族 的金属的离子包括钪、钇、镧系元素和锕系元素离子。属于周期表第4族的金属的离子包括 钛、锆、铪和轳离子。属于周期表第5族的金属的离子包括钒、铌、钽和紙离子。属于周期 表第6族的金属的离子包括络、钼、鹤和锖(seaborgium)离子。属于周期表第7族的金属 的离子包括锰、锝、铼和皴离子。属于周期表第8族的金属的离子包括铁、钌、锇和^离子。 属于周期表第9族的金属的离子包括钴、铑、铱和镜离子。属于周期表第10族的金属的离 子包括镍、钯、铂和魅离子。属于周期表第11族的金属的离子包括铜、银、金和纟仑离子。属 于周期表第12族的金属的离子包括锌、镉、采和copernicium离子。属于周期表第13族的 金属的离子包括硼、错、镓、铟、铭和ununtrium离子。
[0075] 在本发明中优选使用的属于周期表第2至13族的金属的离子的实例包括镁、钙、 钪、镧系元素(例如,镧、铽和镥)、锕系元素(例如,锕和镑)、锆、钒、铬、钼、锰、铁、钴、镍、 铜、锌、镉、铝等离子。在这些中,锰、钴、镍、铜和锌离子是优选的,且铜离子是特别优选的。 优选使用单一的金属离子;然而,也可以使用两种以上金属离子。本发明的金属配合物可以 是两种以上各自含有单一金属离子的金属配合物的混合物。
[0076] 金属离子可以以金属盐的形式使用。金属盐的可用实例包括镁盐、钙盐、钪盐、镧 系元素盐(例如,镧盐、铽盐和镥盐)、锕系元素盐(例如,锕盐和镑盐)、锆盐、钒盐、铬盐、 钼盐、锰盐、铁盐、钴盐、镍盐、铜盐、锌盐、镉盐和铝盐。在这些中,锰盐、钴盐、镍盐、铜盐和 锌盐是优选的,且铜盐是更优选的。优选使用单一金属盐;然而,也可以混合两种以上金属 盐。这样的金属盐的实例包括:有机酸盐如乙酸盐和甲酸盐,和无机酸盐如硫酸盐、硝酸盐、 盐酸盐、溴酸盐和碳酸盐。
[0077] 在本发明中使用的能够多齿配位的有机配体指的是具有至少两个配位至带有孤 电子对的金属离子的位点的中性配体。
[0078] 配位至带有孤电子对的金属离子的位点的实例包括氮原子、氧原子、磷原子、硫原 子等。能够多齿配位的有机配体优选杂环化合物,特别是具有氮原子作为配位位点的杂环 化合物。杂环化合物可以具有取代基,或可以连接至二价烃基(例如,其中从乙炔移除两个 氢原子的二价基团)。
[0079] 对于在本发明中使用的能够多齿配位至金属离子的有机配体没有特别的限制;然 而,可以使用能够二齿配位至金属离子的有机配体、能够三齿配位至金属离子的有机配体、 能够四齿配位至金属离子的有机配体。能够二齿配位的有机配体(二齿有机配体)的实例 包括1,4_二氮杂双环[2.2.2]辛烷、吡嗪、2,5_二甲基吡嗪、4,4'-联吡啶、2,2'-二甲 基-4, V -联吡啶、1,2-双(4-吡啶基)乙炔、1,4-双(4-吡啶基)丁二炔、1,4-双(4-吡 啶基)苯、3,6_二(4-吡啶基)-1,2,4,5_四嗪、2,2'-联-1,6-萘啶、吩嗪、二氮杂芘、2, 6-二(4-吡啶基)-苯并[l,2-c :4,5-y ]二吡咯-1,3,5,7(2H,6H)_ 四酮、N,V -二 (4-吡啶基)-1,4,5,8-萘四甲二酰亚胺、反式-1,2-双(4-吡啶基)乙烯、4,4'-偶氮吡 啶、1,2-双(4-吡啶基)乙烷、4 W -二吡啶基硫醚、1,3-双(4-吡啶基)丙烷、1,2-双 (4-吡啶基)-二醇、N-(4-吡啶基)异烟酰胺、1,2_双(1-咪唑基)乙烷、1,2_双(1,2, 4-三唑基)乙烷、1,2-双(1,2, 3,4-四唑基)乙烷、1,3-双(1-咪唑基)丙烷、1,3-双(1, 2,4-三唑基)丙烷、1,3-双(1,2,3,4-四唑基)丙烷、1,4-双(4-吡啶基)丁烷、1,4-双 (1-咪唑基)丁烷、1,4-双(1,2,4_三唑基)丁烷、1,4_双(1,2,3,4_四唑基)丁烷、1,4_双 (苯并咪唑-1-基甲基)-2,4,5,6_四甲基苯、1,4_双(4-吡啶基甲基)-2,3,5,6_四甲基 苯、1,3-双(咪唑-1-基甲基)-2,4,6_三甲基苯、1,3-双(4-吡啶基甲基)-2,4,6_三甲 基苯等。能够三齿配位的有机配体(三齿有机配体)的实例包括1,3, 5-三(2-吡啶基) 苯、1,3, 5-三(3-吡啶基)苯、1,3, 5-三(4-吡啶基)苯、1,3, 5-三(1-咪唑基)苯、2,4, 6-三(2-吡啶基)-1,3, 5-三嗪、2,4,6-三(3-吡啶基)-1,3, 5-三嗪、2,4,6-三(4-吡啶 基)-1,3, 5-三嗪、2,4,6-三(1-咪唑基)-1,3, 5-三嗪等。能够四齿配位的有机配体(四 齿有机配体)的实例包括1,2,4, 5-四(2-吡啶基)苯、1,2,4, 5-四(3-吡啶基)苯、1,2, 4, 5-四(4-吡啶基)苯、1,2,4, 5-四(1-咪唑基)苯、四(3-吡啶基氧基亚甲基)甲烷、四 (4-吡啶基氧基亚甲基)甲烷、四(1-咪唑基甲基)甲烷等。能够多齿配位的有机配体可以 单独使用或以两种以上的混合物使用。本发明的金属配合物可以是两种以上各自含有能够 多齿配位的单一有机配体的金属配合物的混合物。
[0080] 在能够多齿配位的有机配体中,能够二齿配位的有机配体是优选的。例如,更优选 使用1,4_二氮杂双环[2.2.2]辛烷、吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、4,4'-联吡啶、2,2'-二甲 基-4, V -联吡啶、1,2-双(4-吡啶基)乙炔、1,4-双(4-吡啶基)丁二炔、1,4-双(4-吡 啶基)苯、3,6_二(4-吡啶基)-1,2,4,5_四嗪、2,2'-联-1,6-萘啶、吩嗪、二氮杂芘、2, 6-二(4-吡啶基)-苯并[l,2-c :4,5-y ]二吡咯-1,3,5,7(2H,6H)_ 四酮、N,V -二 (4-吡啶基)-1,4,5,8-萘四甲二酰亚胺、反式-1,2-双(4-吡啶基)乙烯、4,4'-偶氮吡 啶、I,2-双(4-吡啶基)乙烷、4 W -二吡啶基硫醚、I,3-双(4-吡啶基)丙烷、I,2-双 (4-吡啶基)-乙二醇、N-(4-吡啶基)异烟酰胺等。
[0081] 在本发明中使用的能够多齿配位的有机配体优选为属于Dooh点群且具有7.0A以 上并且丨6.0人以下的纵向长度的能够二齿配位的有机配体。
[0082] 能够二齿配位的有机配体所属的点群可以根据在以下参考文献1中所述的方法 确定。
[0083] 参考文献 I :B
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1