[发明专利]一种草酸锆晶体及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种草酸锆晶体以及制备方法。

背景技术

由草酸构成的锆盐可以作为化学吸附剂，或者作为制取ZrO₂的前驱体。草酸与锆直接可以形成盐，也可以利用有机胺作为模板剂形成带有有机胺的锆盐。在草酸与锆形成的盐中，锆与草酸可以形成多种结构形式。在这些结构中可以存在结构水或者结晶水，常见的结构形式例如Zr(C₂O₄)₂，ZrO(C₂O₄)和Zr(OH)₂(C₂O₄)等。1997年G.Kickelbick和U.Schubert报道利用甲基丙烯酸合成了一个由六个锆构成的一个团簇，这个Zr₆(OH)₄O₄团簇具有O_h分子对称性。2011年，A.Schaate报道利用调节剂法合成UIO-66(UIO=UniversityofOslo)，UIO-66的结构可以描述为由Zr₆(OH)₄O₄团簇与12个对苯二甲酸构成的具有四面体空穴和八面体空穴的微孔配位聚合物，脱水后的结构通式为ZrOL(L=对苯二甲酸)。UIO-66的Zr₆(OH)₄O₄团簇与G.Kickelbick和U.Schubert报道利用甲基丙烯酸合成的Zr₆(OH)₄O₄团簇是一致的。在A.Schaate的论文中所使用的调节剂是甲酸、乙酸和苯甲酸等一元羧酸，包括G.Kickelbick和U.Schubert报道的利用甲基丙烯酸。这些表明一元羧酸有利于Zr₆(OH)₄O₄团簇的形成。尽管草酸经常作为锆盐的沉淀剂，草酸锆也有Zr(C₂O₄)₂，ZrO(C₂O₄)和Zr(OH)₂(C₂O₄)等结构形式。（参考文献：1.GuidoKickelbickandUlrichSchubert,OxozirconiumMethacrylateClusters:Zr₆(OH)₄O₄(OMc)₁₂andZr₄O₂(OMc)₁₂(OMc=Methacrylate),Chem.Ber./Recueil,1997,130,473-477;

2.AndreasSchaate,PascalRoy,AdelheidGodt,JannLippke,FlorianWaltz,MichaelWiebcke,andPeterBehrens,ModulatedSynthesisofZr-BasedMetal–OrganicFrameworks:FromNanotoSingleCrystals,Chem.Eur.J.,2011,17,6643–665）。

发明内容

本发明提供一种草酸锆的制备方法。利用溶剂热方法，在一元有机羧酸作为调节剂的情况下，制备了高度结晶的草酸锆晶体。本发明提供一种草酸锆的制备方法是草酸沉淀利用调节剂所形成的Zr₆(OH)₄O₄团簇，进而形成晶体，而这种草酸锆晶体还未见报道。

本发明提供一种草酸锆晶体，化学式为Zr(C₂O₄)₂，式中C₂O₄为草酸；其特征在于，该草酸锆晶体的X射线多晶衍射表征结果如下表1：

所述的草酸锆晶体的制备步骤和条件如下：利用溶剂热方法，在常温常压搅拌下，按锆盐：草酸：调节剂：溶剂的摩尔比为1：0.8~3.0：20~150：600~1000，将锆盐溶解在调节剂和溶剂的混合溶剂中形成澄清溶液，然后在搅拌下加入草酸直至溶解；将所获得的混合溶液，在温度为80~140°C条件下，连续晶化1~100小时，得到草酸锆晶体；