专利名称：一种具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及的金属-有机配位聚合物材料，特别是一种具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物。
背景技术：
可以对外界刺激响应的可逆的结构转化已经引起了人们的广泛兴趣。这类材料在传感、分子捕获、分子器件等相关领域具有极大应用价值。特别是具有可逆单晶-单晶转化行为的材料更是引起人们极大关注，因为人们可以很方便地从分子甚至原子层面去研究、设计这类材料，参见:I) K.Takaoka, M.Kawano, M.Tominaga, M.Fujita, Angew.Chem.1nt.Ed.2005, 44, 2151-2154 ；2) S.Kitagawa, K.Uemura, Chem.Soc.Rev.2005, 34, 109-119 ；3 ) K.Hanson, N.Cal in, D.Bugaris, M.Scancella, S.C.Sevov, J.Am.Chem.Soc.2004, 126，10502-10503 ；4) E.Y.Lee, S.Y.Jang, M.P.Suh, J.Am.Chem.Soc.2005, 127, 6374-6381 ； 5 ) M.Albrecht, M.Lutz, A.L.Spek，G.vanKoten, Nature2000, 406，970-974。然而设计和构筑这类具有特殊结构和性能的单晶转化材料具有很大的挑战性，特别是具有特定转化条件的材料。迄今为止，虽然已经有一些对光、热、客体分子响应的单晶转化材料的报道，但是具有化学键的断裂与形成的结构转化还是非常少，特别是具有应用价值的这类材料就更少了，参见:1)C.-L.Chen, A.M.Goforth, M.D.Smith, C.-Y.Su, L.H.-C.zur, Angew.Chem., Int.Ed.2005, 44, 6673-6677 ；2) Z.Su, M.Chen, T.-a.0kamura, M.-S.Chen, S.-S.Chen, ff.-Y.Sun, Inorg.Chem.2011, 50, 985-991。这类材料的合成与探索，特别是合理的设计和拓展构筑该类配位聚合物的有机多功能配体对性质进行精确控制，这对开发高性能新材料将会产生很大的影响，并为材料科学领域注入强大的生命力。
发明内容
本发明的目的在于针对上述技术分析，提供一种具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物，该钴配位聚合物在转化过程伴随着晶体颜色、孔径、拓扑结构变化，可以实现对小分子的封装与特定条件下的释放，而且在传感、吸附分离等材料科学领域具有潜在应用价值。本发明的技术方案:一种具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物，化学式为[Col.5(tipb)(S04) (acid) 0.5] (solvent)，化学式中tipb为有机配体1，3, 5-三(p-咪唑苯基)苯，acid为二酸类配体，其为对苯二酸、间苯二酸、2-氨基对苯二酸、1，4-萘二酸、9，10-蒽二酸和呋喃二酸中的一种或两种以上任意比例的混合物，solvent为包夹的溶剂；所述钴配位聚合物为蓝色单晶，属于单斜晶系，空间群为C2/c，其晶胞参数为:a = 21.7 A 士2 A, b = 27,5 A±2 A, C= 14.3 A±2 A，a = Y=90° ,￠=103° ±5°。一种所述具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物的制备方法，包括下述步骤:I)将有机配体、二酸类配体和硫酸钴加入到无水溶剂中得到混合溶液，同时加入吡啶以调节混合溶液的PH值为7-9 ；2)将上述混合溶液通过溶剂热反应得到块状蓝色单晶，溶剂热条件为在155-165° C温度下反应72小时；3)自然降温到18-25° C，用DMF洗涤2-3次，干燥后即可制得蓝色块状单晶
权利要求
1.一种具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物，其特征在于:化学式为[Co1 5(tipb) (SO4) (acid)0 5] (solvent),化学式中 tipb 为有机配体 I, 3，5_ 三(p-咪唑苯基)苯，acid为二酸类配体，其为对苯二酸、间苯二酸、2-氨基对苯二酸、1，4-萘二酸、9，10-蒽二酸和呋喃二酸中的一种或两种以上任意比例的混合物，solvent为包夹的溶剂；所述钴配位聚合物为蓝色单晶，属于单斜晶系，空间群为C2/c，其晶胞参数为:a = 21.7 A ± 2 A, b = 27.5 A ± 2 A, C = 14.3 A ± 2 A, a = y =90° ,￠=103° ±5。。
2.一种如权利要求1所述具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物的制备方法，其特征在于包括下述步骤: 1)将有机配体、二酸类配体和硫酸钴加入到无水溶剂中得到混合溶液，同时加入吡啶以调节混合溶液的PH值为7-9 ； 2)将上述混合溶液通过溶剂热反应得到块状蓝色单晶，溶剂热条件为在155-165°C温度下反应72小时； 3)自然降温到18-25°C，用DMF洗涤2-3次，干燥后即可制得蓝色块状单晶[Co,.5(tipb)(S0.,Mptak5J(DMF)x ( BP ] DMF )钴配位聚合物。
3.根据权利要求2所述具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物的制备方法，其特征在于:所述无水溶剂为甲醇、乙醇、N，N’ -二甲基甲酰胺、N，N’ -二甲基乙酰胺或N，N’二乙基甲酰胺。
4.根据权利要求2所述具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物的制备方法，其特征在于:所述有机配体、二酸类配体和硫酸钴的摩尔比为1:0.5-2:1-2.5。
5.一种如权利要求1所述具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物的应用，其特征在于:依据可逆单晶-单晶转化行为可用于传感和吸附分离材料，钴配位聚合物蓝色单晶在可配位小分子水或氨气作用下可以转化为钴配位聚合物红色单晶，其配位主体骨架的分解温度为400° C ;而钴配位聚合物红色单晶可在加热、抽真空或溶剂中浸泡条件下可逆地转变回钴配位聚合物蓝色单晶，钴配位聚合物红色单晶的化学式为[Co1 5(tipb) (SO4) (H20/NH3)n] (acid)Q.5(solvent)x,配体与蓝色单晶相同，其晶胞参数为:a = 23 A ± 2 A, b = 28 A± 2 A, C = 12.5 A ± 2 A3 a = y =90°，^ =100° ±5。。
全文摘要
一种具有可逆单晶-单晶转化行为的钴配位聚合物，化学式为[Co1.5(tipb)(SO4)(acid)0.5](solvent)，式中tipb为配体1,3,5-三(p-咪唑苯基)苯，acid为二酸类，solvent为溶剂；其制备方法是将配体、二酸类和硫酸钴加入到无水溶剂中，加入吡啶以调节pH值为弱碱性；通过溶剂热反应得到块状蓝色单晶；自然降温并洗涤、干燥后即可制得，该蓝色单晶在水或氨气作用下可转化为钴配位聚合物红色单晶。本发明的优点是该微孔钴配位聚合物材料，实现了一种晶体到另一种晶体的可逆转变，并伴随着晶体颜色、孔径、介电、拓扑结构变化，在传感、吸附分离等材料领域具有潜在应用价值。
文档编号B01J20/22GK103204883SQ201310138069
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者卜显和, 陈强, 常泽, 宋伟朝, 宋晗, 徐笑康, 庄占忠 申请人:南开大学