一种基于irmof-3功能材料的修饰与制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于IRMOF-3功能材料的修饰与制备方法，属于材料化学【技术领域】，具体涉及一种主客体复合材料的制备与性能表征。以IRMOF-3为原料，用二氯甲烷对其进行预处理，后将客体分子二茂铁醛(Fe-CHO)放入处理过的IRMOF-3中使主客体发生亲和加成反应生成亚胺，从而得到新的IRMOF-3@FeCHO材料。预处理后发现，浸入二茂铁醛的琥珀色材料变为黑色。对材料进行元素、热重、PXRD和荧光分析发现，约有2.87个二茂铁醛分子进入IRMOF-3孔洞材料中，且在二茂铁醛进入前后，IRMOF-3的结构保持不变，荧光峰发生蓝移。本发明成本低，制备过程简单易行。
【专利说明】—种基于IRM0F-3功能材料的修饰与制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料化学【技术领域】，具体涉及一种主客体复合材料的制备与性能表征。
【背景技术】
[0002]近年来，metal-organic frameworks (MOFs)材料因其具有的高热稳定性，高比表面积和大的孔洞率而备受各国科学家的关注。用传统方法(比如水热、扩散、挥发等)合成的MOFs材料越来越不能满足人们对材料的苛刻要求。将有特殊功能的客体分子和大孔洞材料复合在一起得到多功能的材料是科学家的梦想。Yaghi’ s合成的isoreticularmetal-organic framework-3 (IRM0F-3)是由金属锋和 2-胺基-1,4-苯二甲酸在 N,N’-二甲基甲酰胺中合成的孔洞直径为9.7 A的功能材料。IRM0F-3结构中的胺基没有配位，又因为其高的孔洞率而成为科学家制备多功能材料的载体。
[0003]2000年，Kimoon Kim等人报道了第一例对纯手性MOF材料P0ST-1的修饰，通过引入碘甲烷和碘己烷跟POST-ι中未配位的吡啶基进行配位，从而实现了对金属络合物的对映选择。受这个思想的启发，Zhenqiang Wang and Seth Μ.Cohen对IRM0R-3进行了一系列的修饰，从而得到了新的MOFs材料，实现了单晶到单晶的转变。因为IRM0F-3结构中的胺基没有配位，Seth Μ.Cohen课题组通过在胺基上发生酰化反应引入新的基团，从而得到新的结构。2007年，Seth Μ.Cohen报道了二种方法对IRM0R-3进行修饰，第一种是直接引入乙酸酐让其与胺基发生酰化反应，第二种是先引入巴豆酸酐，然后再引入溴，通过一系列的性能测试，表征成功修饰了 MOF材料。2008年，Seth Μ.Cohen课题组用10种支链烷基酸酐(0(C0(CH2)nCH3)2(n = ltol8)对IRM0R-3进行了修饰，成功得到了烷基链逐渐伸长的高热稳定性，且具有特殊性能的新MOFs材料，为新材料的合成开辟了新的道路。2009年，SethM.Cohen课题组将12种环酸酐引入到IRM0F-3中，通过酰化反应分别得到了带有羧基的，手性的新型MOFs，更值得一提的是，他们将两种酸酐同时引入了 IRM0F-3结构中。
【发明内容】
[0004]受上述材料启发，本发明要将二茂铁醛引入IRM0R-3结构中，使醛基和胺基发生亲核加成生成亚胺，得到新的IRM0F-3@FeCH0结构，本发明旨要提供一种反应条件温和，制备过程简单，成本低廉，同时又能很好地表征主客体结合在一起的方法。
[0005]本发明采用的技术方案包括以下步骤:
[0006](I)将制备的IRM0F-3功能材料浸泡住适量的二氯甲烷中三天，在这三天里每天都要换一次二氯甲烷，以保证二氯甲烷与材料中的溶剂进行充分的交换；
[0007](2)将1-1Omg 二茂铁醛(FeCHO)放入1-1Omg用二氯甲烷充分浸泡的IRM0F-3的1ml 二氯甲烷烧杯溶液中，静静放置7天；
[0008] (3)7天后将上述烧杯放入真空干燥箱中减压干燥一晚上以除去附在表明的客体分子后发现:IRM0F-3由原来的琥珀色变为黑色。
[0009](4)对上述材料进行元素分析和热重，荧光，PXRD性能表征发现:
[0010]IRM0F-3 的元素分析:C.35.42，H.1.85，N.5.17，0.25.58 ；
[0011]IRM0F-3iFeCH0 的元素分忻:C.26.55，H.1.25，N.2.94，0.17.80
[0012]约有2.87个二茂铁醛分子进入IRM0F-3孔洞材料中。
[0013]与现有技术相比，本发明的优点在于:找到了一种新的合成MOFs的方法，合成选用的预处理溶剂二氯甲烷对人体健康无伤害，处理条件温和，表征方法简单，易操作，测试设备简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为IRM0F-3与IRM0F-3@FeCH0的热重与PXRD性能表征。
[0015]图2为IRM0F-3与IRM0F-3@FeCH0的荧光性能表征。
【具体实施方式】
[0016]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0017]将制备的IRM 0F-3功能材料分为量为9mg_15mg若干份，用5_10ml 二氯甲烷对其进行预处理3-7天，后将1-1Omg的客体分子二茂铁醛与处理过的原料放入5-10ml 二氯甲烷中1-10天，对得到的材料进行减压干燥处理1-2天以除去材料表面残留的客体分子，在电子显微镜中观察发现IRM0F-3由原来的琥珀色变为黑色。对材料进行元素分析、热重分析，荧光分忻、X射线粉末衍射(PXRD)分析表征发现约有2.87个二茂铁醛分子进入IRM0F-3孔洞材料中。
【权利要求】
1.一种基于 isoreticular metal-organic framework (IRM0F-3)功能材料的修饰与制备方法，其特征在于包括以下步骤和方法: (1)将制备的IRM0F-3功能材料浸泡在适量的二氯甲烷中三天，在这三天里每天都要换一次二氯甲烷，以保证二氯甲烷与材料中的溶剂进行充分的交换； (2)将1-1Omg二茂铁醛放入1-1Omg用二氯甲烷充分浸泡的IRM0F-3的1ml 二氯甲烷烧杯溶液中，静静放置7天； (3)7天后将上述烧杯放入真空干燥箱中减压干燥一晚上以除去附在表明的客体分子后发现:IRM0F-3由原来的琥珀色变为黑色； (4)对上述材料进行元素分析和热重，荧光，PXRD性能表征发现:
IRM0F-3 的元素分析:C.35.42，H.1.85，N.5.17，0.25.58
IRM0F-3iFeCH0 的元素分析:C.26.55，H.1.25，N.2.94，0.17.80 约有2.87个二茂铁醛分子进入IRM0F-3孔洞材料中，且在二茂铁醛进入前后， IRM0F-3的结构保持不变，荧 光峰发生蓝移。
【文档编号】C09K11/06GK104164228SQ201310207029
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2013年5月15日
【发明者】韩磊, 秦兰, 刘松林, 余磊, 闫晓志 申请人:宁波大学