[发明专利]两种含Pb离子的金属‑有机框架材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水热法合成两种新型的包含Pb离子的金属-有机框架化合物，两种新型的金属-有机框架化合物具有一定的光催化活性，金属有机框架化合物的合成,属于环境友好型材料技术领域。

背景技术

金属有机框架化合物(Metal-Organic Framworks,MOFs)是近十几年来配位化学发展得最快的一个方向,是一个涉及无机化学、有机化学和配位化学等多学科的崭新科研课题。MOFs不同于一般的复合高分子和配位化合物等材料，其表现出许多独特的性质，如结构多样化、不同寻常的电子效应、可使用的众多的过渡金属原子等特点，在非线性光学材料、磁性材料、超导材料、催化及生物活性等诸多方面存在着潜在应用价值，引起了人们的极大兴趣以及科技界和产业界的高度重视。

水热法（hydrothermal method）是19世纪中叶地质学家模拟自然界成矿作用而开始研究的。它属于液相化学的范畴，一般是在内衬聚四氟乙烯的密封反应釜中，以水为介质，在反应温度为120-200℃（自生的蒸汽压一般是10-30atm）的条件下，使通常难溶或不溶的物质在溶液中进行溶解、自组装并且重结晶的一种方法。水热条件下由于水的粘度和表面张力变低以及热扩散系数变高等物理性质的改变，增强了扩散过程利于溶液中晶体的生长，而且水热法对于难溶或不溶的物质长晶体有潜在的优势，因此，近年来它已经广泛用于制备具有新颖结构和特殊性质的配位聚合物，尤其是涉及原位配体合成的配合物的晶体生长。

近年来,通过不同的有机配体构建了多种结构的MOFs，所以如何选择一种多功能性的配体来构建新型的MOFs材料成为我们必须解决的问题。我们课题组在柔性多羧酸配体构建MOFs化合物方面作了一些工作。本专利之所以采用喹啉-2,3-二羧酸和1,10-邻菲罗啉为配体主要由于目前为止关于喹啉-2,3-二羧酸为配体的金属-有机框架化合物报道的较少，喹啉-2,3-二羧酸作为一种多功能性配体，可以通过羧酸氧和氮原子连接金属形成多种配位模式的金属有机框架化合物。很多报道是关于以1,10-邻菲罗啉派生物为配体构建超分子框架化合物，主要是由于其具有很好的配位活性和较大的共轭体系，所以易于形成π-π作用。金属铅作为P族的重金属，由于其具有大半径、多种配位环境以及可变的立体化学活性，所以易于形成具有很好性质的网状拓扑结构。由于金属铅6s²的电子构型，在立体化学、光催化和光化学等领域引起了化学家们的关注。所以寻找一种方法合成具有一定光催化活性的金属有机框架化合物是很有必要并且富有挑战性的。WangMing-Fang等（Dalton Transactions，2012，41，11898–11906）用喹啉-2,3-二羧酸为配体在不同温度下水热法合成了M(2,3-Hqldc)₂(H₂O)₂(M=Co、Zn和Cd)、[M(3-qlc)₂(H₂O)₂]_n(M=Co、Zn和Cd)、M(2-qldc-3-OCH₃)₂(CH₃OH)₂(M=Co和Zn)以及[Cd(2,3-qldc-OCH₃)(μ₂-Cl)]_2n，其中3-Hqlc是喹啉-3-羧酸、2-qldc-3-OCH₃是3-（甲氧基）喹啉-2-羧酸以及2,3-Hqldc是喹啉-2,3-二羧酸九种不同结构的MOFs。Du Jing-jing等（Journal of Hazardous Materials，2011，190，945–951）合成了新型的MIL-53（Fe），并分别在可见光和紫外-可见光的照射下降解有机染料亚甲基蓝。近几年来，开发新型的催化剂具有很重要的理论和实际意义，而利用新型的MOF材料，开发高效和循环性能良好的催化剂，更加具有深远的科研前景和实际应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供合成两种新型的含有铅离子的金属-有机框架化合物的方法，并研究了此化合物在光催化方面的性质。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：两种含Pb离子的金属-有机框架材料的制备方法，按照下述步骤进行：

（1）取一定量的金属盐和有机配体放入适量蒸馏水中溶解，所述金属盐为二价过渡金属的硝酸盐或碳酸盐，有机配体为含两个或两个以上配位官能团的多齿有机配体；