专利名称：铝基有机微孔配位聚合物的制备方法
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、后处理简单等特点，且能够大大提高反应速率。
背景技术：
配位聚合物(coordination polymers)又称金属有机框架材料(metal organic frameworks, M0F)，是由金属离子和有机配体自组装，在空间上形成的一维、二维或三维的无限结构。这类无机-有机杂化复合聚合物材料结构多样、性能优异，作为功能材料如选择性催化、分子识别、气体吸附、离子交换、超高纯度分离材料，生物传导材料，光电材料，新型半导体材料，磁性材料和芯片开发等领域显示了诱人的应用前景。深入地了解配位聚合物的合成、结构、性能及应用是近年来化学家和材料科学家追求的目标。最近10年内有许多文献报道了该类物质的特殊理化性质，如催化性能、手性、 导电性、发光性、磁性、非线性光学性能和多孔性。其中，关于多孔吸附的研究，1997年 Kitagawa研究小组发表了关于配位聚合物在气体吸收方面的特殊性质；2003年私81^研究小组首次报道了 MOF在吸氢方面的突出性质，引起了化学家对这一领域的兴趣。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' -dimethylformamide)、DEF(N，N' -diethylformamide)、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。微波作为一种高频电磁波，它能促进许多化学反应。具有反应速度快、副反应少、 产率高、产品易纯化等优点，还可以节约能源，实现原子经济性合成和生态友好绿色合成等特点，微波技术在聚合反应中应用越来越广泛。
发明内容
技术问题本发明提供了一种铝基有机微孔配位聚合物的制备方法，该方法为微波法。具有操作简单、收率高、后处理简单、污染少等特点，且能够大大提高反应速率。技术方案本发明的铝基有机微孔配位聚合物的制备方法，该配位聚合物是由微波法合成以Al (NO3) 3 · 9H20和配体1，4-萘二酸为原料，水为溶剂，在微波的照射下， 120°C 180°C反应1 30min，微波功率为200W 400W，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，最终得到淡黄色粉末状产物，即一种铝基微孔配位聚合物 Al (OH) (1,4-NDC) · 2H20，1，4-NDC 为 1，4-萘二酸。制备方法中Al (NO3)3 · 9H20和1，4_萘二酸的摩尔比为1 0. 7。制备方法中1，4_萘二酸的浓度为0. 05 0. 125mol/L。有益效果本发明涉及的微波法制备铝基微孔配位聚合物Al (OH) (1， 4-NDC) ·2Η20(其中1，4-NDC为1，4_萘二酸)，具有以下的几处突出优点。(1)微波反应的高效性在Imin之内即可得到结晶良好的晶体；(2)微波反应温度低于水热法的反应温度； (3)微波反应法的产率较高。
图1不同温度下，Al (OH)(1，4-NDC)2H20 的 XRD 图，
图2不同时间下，Al (OH)(1，4-NDC)2H20 的 XRD 图，
图3不同浓度下，Al (OH)(1，4-NDC)2H20 的 XRD 图，
图4不同浓度下，Al (OH)(1，4-NDC)2H20 的 SEM 图，
图5不同时间下，Al (OH)(1，4-NDC)2H20 的 SEM 图。
具体实施例方式本发明用作铝基微孔配位聚合物Al (OH) (1,4-NDC) · 2H20(1，4_NDC为1，4_萘二酸)的制备方法为微波法，制备步骤为a).称取 Al (NO3)3 · 9H20 0. 500g(l. 3mmol)和 1，4_NDC0. 216g(0. lmmol)(摩尔比 Al 1,4-NDC = 1 0. 7，其中1，4-NDC为1，4-萘二酸)置于聚四氟乙烯反应釜中，加入 10. OmL去离子水，搅拌IOmin使其混合均勻，得到淡黄色浑浊液；b).密封反应釜后放入微波反应器中，设定微波功率为200 400W，待釜内温度达到预定温度后在该温度下保持一定时间，关闭仪器并冷却至室温，得到淡黄色沉淀；c).过滤上述溶液，并依次用去离子水、DMF、乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到淡黄色粉末状产物。实施例1 按 Al (NO3)3 · 9H20 1,4-NDC =1 0. 7 的摩尔比称量药品(1，4_NDC 为1，4-萘二酸)，将称好的药品和IOmL去离子水混合，搅拌均勻，置于聚四氟乙烯反应釜中，微波功率为200W 400W，反应温度分别为120°C、140°C、160°C、180°C。实验采用程序升温的方法，具体实验步骤见表1。反应结束后，温度降至室温后取出，依次用去离子水、DMF、 乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到淡黄色粉末。实施例2 按 Al (NO3)3 · 9H20 1,4-NDC =1 0. 7 的摩尔比称量药品(1，4_NDC 为1，4-萘二酸)，将称好的药品和IOmL去离子水混合，搅拌均勻，置于聚四氟乙烯反应釜中，加热至180°C，微波功率为200W 400W，反应时间分别为lmin、10min、20min、30min。反应结束后，温度降至室温后取出，依次用去离子水、DMF、乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到淡黄色粉末。实施例3 按 Al (NO3)3 · 9H20 1,4-NDC =1 0. 7 的摩尔比称量药品(1，4_NDC 为1，4-萘二酸)，将称好的药品和IOmL去离子水混合，搅拌均勻，置于聚四氟乙烯反应釜中，所得 1，4-NDC 浓度分别为 0. 025Μ、0· 05Μ、0. 075Μ、0· 01Μ、0. 015Μ，加热至 180°C，微波功率为200W 400W，反应时间为30min。反应结束后，温度降至室温后取出，依次用去离子水、 DMF、乙醇洗涤，常温下干燥，最终得到淡黄色粉末。表IAl (NO3) 3 · 9H20和1，4-NDC在不同温度下的微波反应实验步骤(a)180°C 下的反应
权利要求
1.一种铝基有机微孔配位聚合物的制备方法，其特征在于该配位聚合物是由微波法合成以Al (NO3) 3 · 9H20和配体1，4-萘二酸为原料，水为溶剂，在微波的照射下，1200C 180°C反应1 30min，微波功率为200W 400W，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，最终得到淡黄色粉末状产物，即一种铝基微孔配位聚合物 Al (OH) (1,4-NDC) · 2H20，1，4-NDC 为 1，4-萘二酸。
2.按照权利要求1所述的铝基有机微孔配位聚合物的制备方法，其特征在于制备方法中Al(NO3)3 · 9H20和1，4_萘二酸的摩尔比为1 0. 7。
3.按照权利要求1所述的铝基有机微孔配位聚合物的制备方法，其特征在于制备方法中1，4-萘二酸的浓度为0. 05 0. 125mol/L。
全文摘要
本发明提供了一种铝基有机微孔配位聚合物的制备方法。该配位聚合物是由微波法合成以Al(NO3)3·9H2O和配体1，4-萘二酸为原料，水为溶剂，在微波的照射下，120℃～180℃反应1～30min，微波功率为200W～400W，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，最终得到淡黄色粉末状产物，即一种铝基微孔配位聚合物Al(OH)(1，4-NDC)·2H2O，1，4-NDC为1，4-萘二酸。微波法具有操作简单、收率高、后处理简单、污染少等特点，且能够大大提高反应速率。
文档编号B01J19/12GK102329333SQ20111017293
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月24日 优先权日2011年6月24日
发明者张若冰, 蒋婧, 陈金喜 申请人:东南大学