[发明专利]金属配合物水滑石复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料的制备方法，属于物理化学领域，具体是将金属配合物固定封装于水滑石基质中的制备方法。

背景技术

金属配合物可以用不同的固载化技术固定在多种载体上，至今已报道关于金属配合物固定化的方法有：用载体和配体形成共价键固定；通过空间位阻固定（“瓶中造船”）；通过离子间相互吸引固定等[（1）D.E.DeVos,M.Dams,B.F.SelsandP.A.Jacobs,Chem.Rev.,102(2002)3615；（2）C.SchusterandW.F.Holderich,Catal.Today.,60(2000)193；（3）A.CrosmanandW.F.Holderich,J.Catal.，232(2005)43]，所用的主体材料通常为多孔物质，主要是具有多维孔道结构的分子筛，对于采用不同结构和骨架组成的其它无机基质为主体材料的研究报道较少。对于金属配合物无机基质复合材料来说，其物化性质取决于金属配合物、主体材料及制备方法。主体材料的电子和几何环境对所封装的配合物的性质产生很大的影响。水滑石（hydrotalcite，简称HT）是一种重要的层柱状新型无机材料，由带正电的金属氢氧化物层板与可交换的层间阴离子组成，由于具有可调变性的二维孔道结构、独特的组成以及优良的催化性能，使其在催化、工业、医药等方面展示了广阔的应用前景，已引起广泛关注。目前关于金属配合物水滑石复合材料的研究报道很少，水滑石化合物特殊的结构特征使之在固定金属配合物时需采用不同于常用主体材料的制备方法，具体表现在以下几个方面，首先水滑石化合物不具有阳离子交换性能，因而不能通过离子交换法将金属离子引入水滑石化合物中进而固载金属配合物；其次，虽然利用水滑石层间阴离子的可交换性，可将金属配合物阴离子引入层间成功地固载金属配合物，但这种方法不具备普遍的适用性，只限于有限的几例[（1）B.F.Sels,D.E.DeVosandP.A.Jacobs,TetrahedronLetters,37(1996)8557；（2）B.F.Sels,D.E.DeVos,P.J.GrobetandP.A.Jacobs，Chem.Eur.J.,7(2001)2547]。总之，当前尚未有对制备金属配合物水滑石复合材料简单、可行、具有普遍适用性的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为制备金属配合物水滑石复合材料提供一种简单、可行、具有普遍适用性的制备方法。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种金属配合物水滑石复合材料的制备方法，以水滑石为主体，以可溶于水的金属盐为中心离子前趋物，将金属离子引入水滑石中，再与能扩散进入水滑石层间孔道的配体在无溶剂条件下或在有溶剂条件下进行配合，将金属配合物固载于水滑石中，配体为可通过扩散进入所选水滑石层间孔道，能与所选金属配合，且配合后所生成的金属配合物不能从所采用水滑石层间孔道逃逸的物质，在配合过程中所用配体量为理论计算量的1.5-4倍，无溶剂条件下需在真空下进行，或在N₂、惰性气体保护下自生压力釜中进行，配合温度高于所选配体熔点20-80^oC，配合时间大于18小时，在有溶剂条件下，根据所选配体的性质，于室温下或自生压力釜中在小于110^oC下进行配合，配合时间大于18h，所述的金属为钴、铜、锌、锰。

上述将金属离子引入水滑石中的优选方法是浸渍法和同晶取代法，浸渍法所采用的金属盐可为硝酸盐、醋酸盐或氯化盐。引入金属离子时金属含量小于4wt.%。同晶取代法合成浆液中M过渡金属离子/Mg镁（摩尔比）小于0.3，金属离子为Co,Cu、Zn和Mn,所采用的金属盐可为硝酸盐、醋酸盐或氯化盐，其中最适宜的为硝酸盐。

该制备方法简单易行，对制备不同结构的金属配合物水滑石复合材料具有普遍适用性。通过该方法所制备的金属配合物水滑石复合材料可应用在催化、医药、光学和吸附分离等方面。在采用同晶取代的MHT为前驱物时，通过控制制备条件，可制备出同晶取代金属与金属配合物同存的一种新型复合材料，所制备的复合材料具有多种特异性能。

附图说明

图1为样品的XRD（X射线衍射）图

a:CuSalen/HT（浸渍法引入Cu，真空140^oC配合）

b:CoSalen/HT（同晶取代引入Co，在自生压力釜中140^oC配合）