一种具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料及其制备方法_2

文档序号:9539430阅读:来源:国知局
述的憐鹤酸与金属铜盐的摩尔比为0. 1: (0. 2~1. 0);
[0027] 步骤一中所述的憐鹤酸与5-(2-化嗦基)四挫的摩尔比为0. 1: (0. 2~0. 6);
[0028] 步骤一中所述的憐鹤酸与4, 4'-联化晚的摩尔比0. 1: (0. 1~0. 5);
[0029] 步骤一中所述的憐鹤酸的物质的量与蒸馈水的体积比为0.Immol: (10~20)血;
[0030] 二、制备具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料:将抑值为 3~5的反应液加入到聚四氣乙締反应蓋中,再在溫度为170°C下反应4天,反应液降至 室溫并将其进行抽滤,得到绿色多面体块状晶体,该绿色多面体块状晶体即为具有一维金 属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料;
[0031]所述的具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料的化学式为[化6 (pzta)603ipy)3(P2Wi8062)] *2&〇,其中PZta为 5-(2- [I比嗦基)四挫,bipy为 4, 4'-联[I比晚; 晶体外观为绿色菱形六面体;晶系为S方晶系;空间群为R-3 ;单胞参数为d=敦.祝放(5):A, 々:=25'000(5)A,c=33'342(5)A,r=l8047(9)A';,口=90。,0=90。,丫=90。,Z =6。
[00础本实施方式中所述的a-呀2胖18062?15&0根据文献化yon, D. K. ;Mi I ler,W. K. ;Novet, T. ;DomaiIle, P. J. ;Evitt, E. ;Johnson, D. C. ;Finke,民.G. J. Am. Chem. Soc. 1991,113, 7209.)中所述的方法合成。
[0033] 本实施方式的方法结合双配体的优势,采用向反应体系中引入5-(2-化嗦基)四 挫及4, 4'-联化晚两种配体的方法,制备了一种具有一维金属-双配体纳米管结构的多 酸基微孔晶态材料,该方法克服传统制备多酸基晶态杂化材料方法单一配体的电荷、配位 方式和空间构型相对固定的问题;同时本实施方式所制备的晶态材料的结构复合了多酸及 多孔金属有机框架共同的特点,其紫外可见漫反射光谱图结果说明该材料的禁带宽度仅为 2. 16ev,因此本材料是一种潜在的可见光催化剂。
【具体实施方式】 [0034] =:本实施方式与二不同的是:步骤一中所述的金属 铜盐为硝酸铜、醋酸铜或硫酸铜。其他步骤及参数与二相同。
【具体实施方式】 [0035] 四:本实施方式与二或=不同的是:步骤一中所述的 憐鹤酸与金属铜盐的摩尔比为0. 1:0.6。其他步骤及参数与二或=相同。
【具体实施方式】 [0036] 五:本实施方式与二至四之一不同的是:步骤一中所 述的憐鹤酸与5-(2-化嗦基)四挫的摩尔比为0.1:0. 4。其他步骤及参数与 二至四之一相同。
【具体实施方式】 [0037] 六:本实施方式与二至五之一不同的是:步骤一中所 述的憐鹤酸与4, 4'-联化晚的摩尔比为0. 1:0. 3。其他步骤及参数与二至五 之一相同。
【具体实施方式】 [0038] 屯:本实施方式与二至六之一不同的是:步骤一中所 述的憐鹤酸的物质的量与蒸馈水的体积比为0.Immol: 15mL。其他步骤及参数与具体实施方 式二至六之一相同。
【具体实施方式】 [0039] 八:本实施方式与二至屯之一不同的是:步骤一中所 述的憐鹤酸为Dawson型憐鹤酸。其他步骤及参数与二至屯之一相同。
【具体实施方式】 [0040] 九:本实施方式与二至八之一不同的是:步骤一中将 反应液的抑值调节至3~5是使用Imol/L~6mol/L的肥1溶液和Imol/L~6mol/L的 化OH溶液调节得到的。其他步骤及参数与二至八五之一相同。
【具体实施方式】 [0041] 十:本实施方式与二至九之一不同的是:步骤一中将 反应液的抑值调节至3. 3,得到抑值为3. 3的反应液。其他步骤及参数与二 至九之一相同。
[0042] 用W下试验来验证本发明的有益效果
[0043]试验一、本试验的一种具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料 的化学式为[化6(pzta)e(bipy)3(P2Wl8062)]?2H20,其中pzta为5-(2-R比嗦基)四挫,bipy 为4, 4'-联化晚;晶体外观为绿色菱形六面体;晶系为S方晶系;空间群为R-3 ;单胞参数 为"=25'〇〇〇(5)/\,仁25.〇〇〇(5)义,尸33.342(5)乂,;' = 18〇47(())成'\〇=9〇。,0=9〇。, 丫 = 90°,Z= 6。
[0044] 试验二、制备如试验一所述的具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶 态材料的方法按W下步骤完成:
[004引一、制备抑值为3. 3的反应液:将0.Immol的憐鹤酸、0.6mmol的金属铜盐、 0. 4mmol的5-(2-化嗦基)四挫和0.Smmol的4, 4'-联化晚溶解到15血的蒸馈水中,得到 反应液,然后将反应液的抑值使用6mol/L的HCl溶液6mol/L的化OH溶液调节至3. 3,得 到抑值为3. 3的反应液;
[0046] 二、制备具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料:将抑值为 3. 3的反应液加入到聚四氣乙締反应蓋中,再在溫度为170°C下反应4天,反应液降至室 溫并将其进行抽滤,得到绿色多面体块状晶体,该绿色多面体块状晶体即为具有一维金 属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料;
[0047]所述的具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料的化学式为[化6 (pzta)6化ipy)3(P2Wl8062)]?2H20,其中pzta为5-(2-化嗦基)四挫,bipy为4,4'-联化晚; 晶体外观为绿色菱形六面体;晶系为S方晶系;空间群为R-3 ;单胞参数为(尸25.000(5)A, />=25.000口)A,。=:33'342(5从,F =I8047(())A-%曰= 90。,0 = 90。,丫= 90。,Z= 6。
[0048] 本试验中所述的憐鹤酸为Dawson型憐鹤酸;
[0049] 本试验中所述的Dawson型憐鹤酸化学式为a-KePzWisOez? 15&0 ;
[0050] 本试验中所述的Dawson型憐鹤酸(a-呀2胖18〇62? 15&0)根据文献(Xyon,D. K. ;Miller,W.K. ;Novet,T. ;Domaille,P.J. ;Evitt,E. ;Johnson,D.C. ;Finke,民.G.J.Am. Chem.Soc. 1991,113, 7209.)中所述的方法合成。
[0051] 本试验所述的具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料的产率 为53% (按W计算)。
[0052] 元素分析:理论值(%):C为 11. 75,H为 0. 76,N为 9. 59,P为 1. 01,Cu为6. 22, W为 53. 97。
[0053] 实验值(%):C为11.63,H为0.87,,N为9.47,P为0.96,Cu为6.33,W为53.81。
[0054] ( -)对试验二制备得到的具有一维金属-双配体纳米管结构的多酸基微孔晶态 材料防e(pzta)e(bipy)3化Wis〇e2)] ?2&0进行晶体结构测定,具体过程如下:
[005引将单晶置于化址erSMARTCCD1000型X射线单品衍射仪上,在293似溫度下, 采用单色MoKaa=化71游贫A)作为入射福射,收集数据溫度为273K。数据的吸收校正利 用SADABS软件进行,使用甜ElXTL软件包解析结构,所用的方法为直接法,用全矩阵最小二 乘法优化,所有非氨原子坐标采用各向异性热参数修正。利用几何加氨的方法得到有机基 团上的氨原子坐标。
[0056] 结论①X-射线晶体学参数:见表1。
[0057] 表1晶体学参数
[0058]
[0059] aRi二EI|F」-|FjI/E|Fj,Vz=E[讯(尸。2-巧2]/E[w(F"2)2]i々
[0060] 结论②X-射线晶体结构描述:x-射线单晶衍射分析表明,具有一维金属-双配 体纳米管结构的多酸基微孔晶态材料[化e(Pzta)JJ(Mpy)S(PzWifAs)] '2H20的单胞是由一个 化胖18〇62]6多阴离子(W下简写为P2^18),6个化离子,6个PZta配体和3个bipy配体和2 个游离水分子构成。化合物的结构中有3个晶体学独立的化离子,化1和化2均是采取六 配位的扭曲的八面体几何构型,但是它们的配位环境是不同的。化1与化2个来自PzWis多 阴离子的2个氧原子和2个PZta配体的4个氮原子配位。化2个来自PzWis多阴离子的2 个氧原子和2个PZta配体和2个bipy配体的4个氮原子配位。化3采取5配位的=角双 锥的几何构型,与PzWis多阴离子的1个氧原子和3个
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