[发明专利]以4，4′-联吡啶为模板的稀土有机配位聚合物及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及稀土配合物材料，特别是涉及以4，4′-联吡啶为模板的稀土有机配位聚合物，具体涉及以4，4′-联吡啶为模板、以间苯二甲酸二价阴离子为配体的稀土有机配位聚合物及其制备方法。所制备的稀土有机配位聚合物在发光、催化，吸附、磁性、离子交换、高分子材料助剂等领域具有很好的应用前景。

背景技术

配位聚合物是指金属或金属簇和有机配体通过自组装而形成的具有周期性的无限结构的聚合物，又称为金属有机框架材料、无机-有机杂化材料等。其中无限结构包括一维链状、二维层状和三维网状结构。不同于分子通过原子间的共价键结合方式，配位聚合物中既有共价键、配位键，又包含分子间弱作用力。

近年来，配位聚合物由于其多孔性、大比表面积、构型多样化以及通过自组装所形成的特殊的主客体关系而引起了人们极大的兴趣。这类材料已经报道具有气体贮存及分离、催化、磁性、导电和发光等性能。如，Li，H.，Eddaoudi，M.，O′Keeffe，M.，Yaghi，O.M.Nature 1999，402，276-279；Zhao，X.，Xiao，B.，Fletcher，J.A.，Thomas，K.M.，Bradshaw，D.and Rosseins ky，M.J.Science 2004，306，1012-1015；Seo，J.S.，Whang，D.，Lee，H.，Jun，S.I.，Oh，J.，Jeon，Y.J.and Kim，K.Nature 2000，404，982-986；Zou，R.-Q.，Sakurai，H.and Xu，Q.Angew.Chem.，Int.Ed.2006，45，2542-2546；Halder，G.J.，Kepert，C.J.，Moubaraki，B.，Murray，K.S.，Cashion，J.D.Science 2002，298，1762-1765；Fuma，Y.，Ebihara，M.，Kutsumizu，S.and Kawamura，T.J.Am.Chem.Soc.2004，126，12238-12239；Sadakiyo，M.，Yamada，T.and Kitagawa，H.J.Am.Chem.Soc.2009，131，9906-9907；Rieter，W.J.，Taylor，K.M.L.，and Lin，W.J.Am.Chem.Soc.2007，129，9852-9853；White，K.A.，Chengelis，D.A.，Gogick，K.A.，Stehman，J.，Rosi，N.L.and Petoud，S.J.Am.Chem.Soc.2009，131，18069-18071。

间苯二甲酸和作为有机配体具有强的配位能力、多种配位方式、易形成氢键以及芳环π-π堆积作用等特点。4，4′-联吡啶作为有机配体可使配合物结构和性能的多样化，并提高配合物的稳定性。但以4，4′-联吡啶为模板的配位聚合物目前还极少报道。

稀土元素具有基本相同的外层电子结构和能级相近的内层4f电子，这种特殊的电子构型使它们在光、电、磁等方面有许多独特的性质，被誉为新材料的宝库。我国是稀土含量最丰富的国家，研究稀土化合物的合成及其应用有着重要的理论和实际意义。

稀土元素具有原子半径大，化合价可变，配位数较多等特点，稀土配位聚合物的合成难度较大。目前，稀土配位聚合物方面的合成极少。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是，提供一种具有多孔洞、大比表面积的以4，4′-联吡啶为模板的稀土有机配位聚合物。

本发明的第二个所要解决的技术问题是提供上述以4，4′-联吡啶为模板的稀土有机配位聚合物的制备方法，该方法对环境友好，简单易行，成本低，产率高，易于大规模工业化生产。

本发明的第三个目的在于提供上述以4，4′-联吡啶为模板的稀土有机配位聚合物在发光、催化，吸附、磁性、离子交换、高分子材料助剂等领域的应用。

本发明利用间苯二甲酸具有较强的配位能力、多种配位方式、易形成氢键以及芳环堆积作用等特点，首次以4，4′-联吡啶为模板，制备了一类结构新颖的稀土有机配位聚合物(4，4′-联吡啶为模板的稀土间苯二甲酸配位聚合物)。这类配合物具有多孔洞、大比表面积以及形成了构型特别的主客体关系，在发光、催化，吸附、磁性、离子交换、高分子材料助剂等领域具有很好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：