一种同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物及其制备方法_3

文档序号:8936637阅读:来源:国知局
BBTZ配体分解和失去,与理论值35. 67%相一致。并且在255°C到320°C左右先失重大约为 11. 74%可以归属为抗衡阳离子Bmim失去,在此之后BBTZ配体才开始分解和失去从而导致 框架的塌陷。这个性质证明了化合物的稳定性,在255°C之前都是稳定的,框架不会塌陷,故 其能够作为一些高温下材料的应用。
[0028] 实验例3 :所制备的化合物晶体的红外光谱(IR)分析: 化合物采用KBr压片,在400-4000cm1波数范围内,使用AlphaCentauriFT-IR红外 光谱仪进行测定。
[0029] 化合物的红外光谱如图8所示,显示[M0s026]4的特征峰位置范围大约是在 667-943cm1,这些归属为v(M〇-0t)和v(Mo-O-Mo)的振动。此外,在 3128cm1 和 3025cm1 的峰归属为BBTZ配体的苯环和三氮唑环和抗衡阳离子Bmim的咪唑环的k(C-H)的振动,在 1620-1423cm1范围的峰归属为BBTZ配体的苯环和三氮唑环和抗衡阳离子HMimim的咪唑 环的Kc=c),K(C=N)和K(C=N)的振动,在3450cm1的特征峰则归属为K(H20)的振动。
[0030] 实验例4 :化合物的离子交换性质检测:微孔材料在许多领域都有很好的应用价 值,尤其是带有负电荷的微孔材料,可以进行离子交换,将不同的阳离子交换进入微孔材料 中,从而成为新型复合材料。化合物的晶体结构稳定,主体框架带有负电荷,客体有机阳离 子被交换后可望具有较大的开放空间,这些都表明它可以进行阳离子交换。因此,我们开展 了用Co(II)和Eu(III)离子进行离子交换的实验。
[0031] A?用Co(II)离子进行离子交换的实验: 将化合物的晶体浸泡在含有Co2+离子的丙酮溶液中,通过UV定时定量进行监测,从而 检测到在大约30h左右时,Co离子与化合物的客体阳离子间交换量不再变化,达到饱和。正 如图8显示,随着浸泡时间的增加,Co离子的吸收在逐渐增加,最后达到了平衡,不再改变。 如图9显示的是用UV检测到溶液中Co离子的吸收峰逐渐的减小。我们用XPS和EDS证明 交换后化合物中存在Co离子(如图11,12)。
[0032]B?用Eu(III)离子进行离子交换的实验: 将化合物的晶体浸泡在含有Eu3+离子的丙酮溶液中,浸泡3天后将其经过数次离心、洗 涤、干燥后,从而探索其荧光性质。交换了Eu3+离子的化合物的荧光光谱是在370nm的激 发波长下获得的。如图13所示,荧光光谱中位于592nm,616nm,653nm和697nm的发射 峰分别归属于Eu3+的5D。一 %、一 7F2,5D。一 >3和5D。一 7F4的跃迀。如图14所示, 在正置显微镜下观察到交换后的化合物能够发红光,从而使其变为一种荧光材料。
[0033]C?用Tb(III)离子进行离子交换的实验: 将化合物的晶体按B中所述的方法浸泡、处理及测定荧光性质,只是将含有Eu3+离子 的丙酮溶液换为含有Tb3+离子的丙酮溶液。交换了Tb3+离子的化合物的荧光光谱是在310 nm的激发波长下获得的。如图15所示,焚光光谱中位于490nm,544nm,584nm和622nm 的发射峰分别归属于Eu3+的5D4 - 7F6,5D4 - 7F5,5D4 - ¥4和5D4 - 7F3的跃迀。如图16 所示,在正置显微镜下观察到交换后的化合物能够发绿光,从而使其变为一种荧光材料。
[0034] D.用Eu(III)离子与Tb(III)离子按不同比例混合后,进行离子交换的实验: 将化合物的晶体按B中所述的方法浸泡、处理及测定荧光性质,只是将含有Eu3+离子的 丙酮溶液换为含有不同比例的Eu3+和Tb3+离子的丙酮溶液。通过对在不同比例的Eu3+和Tb3+丙酮溶液中进行交换后的化合物进行了荧光测试,目的是找到发射白光材料,这为LED 灯的制备提供新型的材料。因为在这类M0F材料中,存在着有机配体的直接激发,还有交换 到孔道中稀土离子的激发发光,在这个化合物中配体发蓝光,Eu3+离子发红光,Tb3+离子发 绿光,它们结合在一起就可能得到白光材料。通过我们不断地实验,找到了化合物在E%7/ 几。.3的摩尔比之下进行交换,能够找到近似白光的材料,如图17所示,在正置显微镜下观 察到交换后的化合物能够发白光,从而可能将其作为一种LED灯的白光材料得到应用。如 图18所示,Eua7/Tb。.^可得到几乎为白色的发光,CIE值为(0. 3217,0. 3091)与纯净白 光(0. 3333,0. 3333)非常接近,也落在了CIE的白光区域。并且还测定了交换后这个化合 物的H)S,证明了Tb与Eu的存在(如图19)。
[0035] 如图20和21所示,用IR和XRD证实交换前后化合物1的主体框架结构保持不变。
[0036] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技 术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修 改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物,其特征在于:所述同多钼酸盐类的有 机-无机杂化化合物的分子式为[BmimUCu 11 (BBTZ)2] [P-Mo8O26] *H20 即 C36H48N16O27MosCu, 单斜晶系,62/c空间群,基本单元包含一个[|3-M 〇s026]4_#阴离子,一个Cu(II)阳离子,两 个BBTZ配体,两个Bmim阳离子和一个结晶水分子;其晶胞参数为:a= 21. 680 (4) A,A= 12. 541(3)A,c/ = 23. 360(5)A,a = 90。,P = 102. 04(3)。,y = 90。,吹=6212(2) A3, Z = 4, y = I. 984mm 1,,(000)= 3828〇2. 根据权利要求1所述的一种同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物,其特征在于: 制备方法包括以下步骤: 合成1,4-二(1,2, 4-三氮唑-1-亚甲基)苯即BBTZ ; 合成离子液体溴化卜甲基-3-乙基咪唑即[Bmim] Br ; 合成同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物:室温下将(NH4)6Mo 7O24 MH2OXuCl2 *2H20、 BBTZ、离子液体[Bmim] Br混合并搅拌0? 5h,然后用HCl调节pH为5. 5,将调节好pH的悬浊 液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中,160°C保持5天,然后以KTC *h 1速率将温度降至室 温,得到[Bmim] 2 [Cu11 (BBTZ) 2] [ P -Mo8O26] ? H2O 蓝色块状晶体。3. 根据权利要求2所述的一种同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物,其特征在于: 合成BBTZ的方法为:20mmol的1,2, 4-三氮唑溶于丙酮中,然后依次加入4g PEG-400, 5g无 水碳酸钾,〇. 5g碘化钾,常温下搅拌30min,搅拌均勾后,加入IOmmol对二氯节,搅拌均勾后 回流l〇h,待冷却后过滤,滤液蒸馏得到白色残渣,用水进行重结晶2-3次,得到纯的有机配 体BBTZ。4. 根据权利要求2所述的一种同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物,其特征在于: 合成[Bmim]Br的方法为:在0. 395mmol溴乙烷中边搅拌边加入0. 304mol N-甲基咪唑, 40°C回流3h,冷却至室温,真空干燥后得到离子液体[Bmim] Br。5. 根据权利要求2所述的一种同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物,其特征在于: 步骤(3)中所述的(NH4) 6Mo7O24 ? 4H20、CuCl2 ? 2H20、BBTZ、离子液体[Bmim]Br 的摩尔比为: 0. 13:0. 87:0. 41:4. 6。6. 根据权利要求2所述的一种同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物,其特征在于: 所述[Bmim]2 [Cu11 (BBTZ)2] [ 0 -Mo8O26] ? H2O蓝色块状晶体用蒸馏水冲洗并且干燥,获得纯 同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物,以Mo计算其产率为65%。
【专利摘要】本发明属高分子微孔材料技术领域,为解决在构筑微孔材料时,容易发生缠结网络,导致孔道变小或完全失去的问题,提供一种同多钼酸盐类的有机-无机杂化化合物及其制备方法。分子式为C36H48N16O27Mo8Cu,单斜晶系。制备方法为:合成BBTZ;合成离子液体[Bmim]Br;室温下将(NH4)6Mo7O24·4H2O、CuCl2·2H2O、BBTZ、离子液体[Bmim]Br混合搅拌,HCl调节pH后移至聚四氟乙烯内衬的反应釜,160℃保持5天,10℃·h-1速率降温室温,得化合物。工艺简单、重复性好、产率高、工艺条件温和。晶体结构稳定,可进行阳离子交换,热稳定性和化学稳定性良好,能作为高温材料应用。
【IPC分类】C09K11/06, C07F1/08
【公开号】CN105153203
【申请号】CN201510539928
【发明人】郝秀丽, 贾士芳, 温艳珍
【申请人】太原科技大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月28日
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