[发明专利]一种超分子笼配合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种超分子笼配合物及其制备方法和用途，所述超分子笼配合物的结构为：{[M₄(μ₄‑B)(X)]₂Y₄}^m+Z^n‑_m/n。其中M为金属元素；B为H₂O(水)或OH；X为硫杂杯[4]芳烃配体；Y为二羧酸配体；Z^n‑为阴离子，n为1、2，m为2或4。本发明的超分子笼配合物可以用于检测吡啶氨类化合物。本发明还涉及一种电解水产氧电极及其制备方法和用途，以本发明所述的超分子笼配合物作为催化剂，制备得到的电极应用于电解水析氧反应，过电位可达290mV。经过48h测试，其产氧效果仍保持在99％以上，具有优良的活性和稳定性。

技术领域

本发明属于超分子笼配合物材料领域，涉及一种超分子笼配合物及其制备方法和应用。本发明所述超分子笼配合物可用于检测吡啶氨类化合物或作为催化剂用于电解水析氧反应中。

背景技术

具有特定空腔结构的超分子，可以作为分子容器，通过选择性束缚或包含具有特定大小、构型及官能团的客体分子。这类超分子利用主客体包容作用为所包含的客体分子提供特殊的化学微环境，可应用于封装不稳定的化合物，储存、分离及传输小分子化合物，模板合成单分散的纳米颗粒，以及药物传输等，所以一直以来受到科学研究工作者的广泛关注。

具有高度可控性及金属-配体之间的刚性键合作用的分立配位超分子笼化合物，作为一个重要的研究热点，一直受到国内外许多研究学者的长期关注。这类配位分子笼化合物都具有模板化合成、结构可调控和独特纳米空腔等特征。但是，目前的研究大部分仅停留于分立配位超分子笼化合物对不同客体小分子的结合、包容研究，以及少量的作为反应容器应用于有机催化等。所以，拓展研究配位分子笼的功能化策略，并进一步实现超分子笼材料在传感、能源等领域的应用具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种超分子笼配合物及其制备方法和应用。

本发明的目的通过如下方式实现：

第一方面，本发明提供了一种超分子笼配合物，其结构通式为：

{[M₄(μ₄-B)(X)]₂Y₄}^m+Z^n-_m/n；

其中，

M为选自镁、锌、锰、钴、镍、铜、铁、钌的金属元素；

B为H₂O(水)或OH；μ₄代表4个M与4-配位的O原子形成桥联配位。

X为硫杂杯[4]芳烃配体，其分子结构为：

R₁为氢、烷基、芳基；A为S、SO、SO₂；

Y为二羧酸配体，其分子结构为：

R₂、R₃独立的选自氮或碳；

Z^n-为阴离子，例如OH^-、F^-、Cl^-、Br^-、I^-、ClO₄^-、PF₆^-、SbF₆^-、BF₄^-、SiF₆^2-等，n为1、2，m为2或4。