[发明专利]四种镍配位聚合物的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及微孔金属-有机配位聚合物材料，特别是四种镍配位聚合物的制备方法及其应用，所述的镍配位聚合物是具有微孔的Ni-2，4，6-三(4-吡啶基)三嗪-取代邻苯二甲酸三维网络结构的聚合物，对氢气具有较强的吸附分离功能。

背景技术

近年来，通过金属离子与有机多功能配体的配位来构筑具有新型孔道结构的配位聚合物材料已经引起了人们的极大兴趣。不仅因为它们拥有新颖精美的拓扑网络结构，而且主要是因为它们能表现出特异的光、电、磁、催化以及吸附分离等性质或功能(Yaghi，O.M.；O’Keeffe，M.；Ockwig，N.W.；Chae，H.K.；Eddaoudi，M.；Kim，J.Nature 2003，423，705；Kitagawa，S.；Kitaura，R.；Noro，S.Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，2334；Roberts，J.；Scheidt，K.A.；Nguyen，S.T.；Hupp，J.T.Chem.Soc.Rev.，2009，38，1450.)。然而设计和构筑这类具有特殊结构和性能的孔道材料具有很大的挑战性，特别是具有较好的气体存储和分离功能的材料。这是因为这类聚合物材料的孔道大小有严格的限制并且要求其有很好的稳定性。有一种方法是利用有机配体可修饰的特征，在有机配体上引入不同的官能团，如氨基、硝基、氟等，使配合骨架与气体分子之间的相互作用增强，进而达到提高配合物的稳定性及对气体的存储和分离能力的目的。迄今为止，此类具有选择性吸附性能的材料的文献报道还相对较少。(例如：Zhao，Y.G.；Wu，H.H.；Emge，T.J.；Gong，Q.H.；Nijem，N.；Chabal，Y.J.；Kong，L.Z.；Langreth，D.S.；Liu，H.；Zeng H.P.；Li，J.Chem.Eur.J.2011，17，5101；Tanabe，K.K.；Cohen，S.M.Chem.Soc.Rev.2010，40，498；Li，J.R.；Kuppler，R.J.；Zhou，H.C.Chem.Soc.Rev.，2009，38，1477.等)。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本研究领域，进而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

本发明的目的在于提供四种微孔镍配位聚合物和制备及其应用，该材料是具有一维孔道的Ni-2，4，6-三(4-吡啶基)三嗪-取代邻苯二甲酸三维网络结构的聚合物，其配位骨架在77K和273K条件下分别对氢气和氮气、二氧化碳和甲烷具有较强的吸附性能。

本发明所述的微孔镍配位聚合物的化学式为C₁₃H₉N₃Ni_0.5O_2.50(1)，C₁₃H_9.50N_3.50Ni_0.50O_2.50(2)，C₁₃H₈N_3.50Ni_0.50O_3.50(3)，C₁₃H₇F₂N₃Ni_0.50O_2.50(4)。其中主配体为2，4，6-三(4-吡啶基)三嗪(tpt)，辅助配体分别为邻苯二甲酸(H₂L)、4-氨基邻苯二甲酸(A-H₂L)、4-硝基邻苯二甲酸(N-H₂L)、四氟邻苯二甲酸(F-H₂L)，溶剂为：N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇；主要红外吸收峰为3127cm^-1，1665cm^-1，1519cm^-1，1400cm^-1，1090cm^-1，1050cm^-1，953cm^-1，811cm^-1，654cm^-1。配位骨架的分解温度为300℃(见图1)。