专利名称：铝基微孔配位聚合物合成方法
技术领域：
本发明涉及一种微波法制备铝基配位聚合物的方法。本发明具有操作简单、收率高、后处理简单及快速环保等特点。
背景技术：
金属有机多孔配位聚合物(metal-organic framework,M0F)是由金属离子和有机配体通过超分子自组装而形成。这种配合物可以通过不同金属离子与各种刚性有机配体相络合而合成出不同孔结构的金属-有机骨架，并可以在有机配体上带上一些功能性的修饰基因〔如Br、-NH2等)，使这种配合物在结构上更具独特性和功能性。早在20世纪90年代中期，第一类MOF就被合成出来，但其孔隙率和化学稳定性都不高。因此，科学家开始研究 新型的阳离子、阴离子以及中性的配位体形成的配位聚合物。目前，已经有大量的金属有机骨架材料被合成，主要是以含羧基有机阴离子配体为主，或与含氮杂环有机中性配体共同使用。这些金属有机骨架中多数都具有高的孔隙率和好的化学稳定性。由于能控制孔的结构并且比表面积大，MOF比其它的多孔材料有更广泛的应用前景，如吸附分离、催化剂、磁性材料和光学材料等。另外，MOF作为一种超低密度多孔材料，在存储大量的甲烷和氢等燃料气方面有很大的潜力。一般来说，配位聚合物制备多采用直接合成法，即金属盐溶液和配体在水溶液或有机溶剂如DMF(N，N' - 二甲基甲酰胺)、DEF(N，N' - 二甲基乙酰胺)、甲醇、乙醇等，通过水热法、溶剂热法、扩散法等方法反应得到孔道被溶剂客体分子占据的微孔配位配合物，再经过预处理，即用低沸点的有机溶剂如氯仿洗涤后，加热真空抽干即可获得微孔材料。超声波对于化学反应的作用，通常被认为是由于超声空化现象引起的。将超声波引入到反应过程中已被广泛应用于有机反应、聚合物的合成、纳米材料的制备等，它通常比传统方法更为高效便捷，但直到近几年才有研究将它用于配位聚合物领域，并发现它同样具有闻效的优点。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种收率高的铝基微孔配位聚合物合成方法。技术方案为解决上述技术问题，本发明提供一种铝基微孔配位聚合物合成方法，该方法包括如下步骤以Al (NO3) 3 9H20和1，4-H2NDC (Al (NO3)3 9H20为九水合硝酸铝，I, 4-H2NDC为I, 4-萘二酸)为原料，水做溶剂，在40 80°C、250W下反应2 32小时，待温度降至室温，过滤所得溶液，并依次用去离子水、N，N- 二甲基甲酰胺、乙醇洗涤，常温下干燥，得到铝基微孔配位聚合物。优选的，Al(NO3) 3 9H20 和 I, 4_H2NDC 的摩尔比为 I: I。有益效果本合成方法简单快捷，是环境友好型的绿色合成方法，且该方法合成的微孔配位聚合物易于制备，且产率较高，原料价格便宜。
图I是实施例一制备的产物的X-射线衍射图；图2是实施例二制备的产物的X-射线衍射图；图3a是实施例二在温度为80°C，时间为2小时情况下制备的产物的扫描电镜图；图3b是实施例三在温度为80°C，时间为5小时情况下制备的产物的扫描电镜图；图3c是实施例二在温度为80°C，时间为7小时情况下制备的产物的扫描电镜图；图4是实施例三制备的产物的产率图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。本发明是以超声法合成微孔配位聚合物A1 (NO3)3 9H20和配体1，4-H2NDC(Al (NO3)3 9H20为九水合硝酸铝，I, 4-H2NDC为1，4-萘二酸)为原料，水做溶剂，在40 80°C、250W下反应2 32h，待温度降至室温，过滤所得溶液，并依次用去离子水、DMF、乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到乳白色粉末状产物，即一种铝基微孔配位聚合物Al (OH)(I, 4-NDC) 2H20，I, 4-NDC2—为 1，4-萘二酸根。制备方法中，Al (NO3) 3 9H20和1，4-萘二酸的摩尔比为I: I。制备方法中，反应温度为40 80°C。制备方法中，反应时间为2 32h。本发明用作铝基微孔配位聚合物Al (OH) (I, 4-NDC) 2H20 (I, 4_NDC2_为1，4_萘二酸根)的制备方法为超声法，制备步骤为a).称取 Al (NO3)3 9H20 0. 375g(l. Ommol)和 1，4_H2NDC 0. 216g(I. Ommol)(摩尔比 Al3+:1，4-NDC2-=l: 1，其中 I, 4-NDC2 为 I, 4_ 萘二酸根)置于 25mL 的烧杯中，加入 15. OmL去离子水，搅拌使其混合均匀，得到淡黄色浑浊液；b).将烧杯置于功率为250W的超声波清洗器中，一定温度下超声一定时间，得到乳白色沉淀；c).过滤上述溶液，并依次用去离子水、N，N_ 二甲基甲酰胺、乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到乳白色粉末状产物。实施例一分别称Al (NO3) 3 *9H20 0. 375g(l. Ommol)和 1，4_H2NDC 0. 216g (I. Ommol)(摩尔比Al3+: I, 4-NDC2—= I: I，其中1，4-NDC2为1，4-萘二酸根)置于容积为25mL烧杯中，加入15. OmL去离子水，搅拌使其混合均匀，得到淡黄色浑浊液，将烧杯置于超声清洗器中，在60°C下保持4h，关闭仪器并冷却至室温，得到乳白色沉淀，过滤并依次用去离子水、DMF、乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到乳白色粉末状产物。实施例二 分别称取Al (NO3)3 9H20 0. 375g(l. Ommol)和 I, 4_H2NDC 0. 216g(l. Ommol)(摩尔比A13+:1，4-NDC2-=1:1，其中1，4-NDC2为1，4-萘二酸根)置于容积为25mL烧杯中，加入15. OmL去离子水，搅拌使其混合均匀，得到淡黄色浑浊液，将烧杯置于超声波清洗器中，在80°C下分别保持2h、5h及7h，关闭仪器并冷却至室温，得到乳白色色沉淀，过滤并依次用去离子水、DMF、乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到乳白色粉末状产物。实施例三分别称取Al (NO3)3 9H20 0. 375g(l. Ommol)和 I, 4_H2NDC 0. 216g(l. Ommol)(摩尔比A13+:1，4-NDC2-=1:1，其中1，4-NDC2为1，4-萘二酸根)置于容积为25mL烧杯中，加入
15.OmL去离子水，搅拌使其混合均匀，得到淡黄色浑浊液，将烧杯置于超声波清洗器中，在40°C、6(TC及80°C下分别保持不同时间，关闭仪器并冷却至室温，得到乳白色沉淀，过滤并依次用去离子水、DMF、乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到乳白色粉末状产物。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
权利要求
1.一种铝基微孔配位聚合物合成方法，其特征在干，该方法包括如下步骤以Al (NO3)3 9H20和配体1，4-萘ニ酸为原料，水做溶剂，在4(T80°C、250W下反应2 32小时，待温度降至室温，过滤所得溶液，并依次用去离子水、N，N- ニ甲基甲酰胺、こ醇洗涤，常温下干燥，得到铝基微孔配位聚合物。
2.根据权利要求I所述的铝基微孔配位聚合物合成方法，其特征在于Al(NO3)3 QH2O和1，4-萘ニ酸的摩尔比为I: I。
全文摘要
本发明提供了一种铝基微孔配位聚合物合成方法，该方法包括如下步骤以Al(NO3)3·9H2O和配体1,4-萘二酸为原料，水做溶剂，在40~80℃、250W下反应2~32小时，待温度降至室温，过滤所得溶液，并依次用去离子水、N,N-二甲基甲酰胺、乙醇洗涤，常温下干燥，得到铝基微孔配位聚合物。本发明具有操作简单、收率高、后处理简单、快速环保等特点。
文档编号C07F5/06GK102766153SQ20121026635
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者蒋婧, 陈金喜 申请人:东南大学