[发明专利]抗潮湿的类MOF-5化合物、制备方法及应用

说明书

本发明公开一种抗潮湿的类MOF‑5化合物，其特征在于：所述类MOF‑5化合物是由3‑(2‑萘基)‑4‑甲基噻吩[2,3‑b]并噻吩‑2,5‑二羧酸与Zn²⁺构筑而成，制备方法简单、成本低。由于疏水芳基在Zn₄O结构单元周围形成了疏水环境，从而使该类MOF‑5化合物在具有较高的比表面积和孔隙率的前提下，还具有显著的抗潮湿性，具有很高的实际应用价值。同时本发明的类MOF‑5化合物具有吸附碘分子的性能且可循环利用，可应用于碘污染环境的处理。

技术领域

本发明涉及一种MOFs化合物，尤其是一种抗潮湿的类MOF-5化合物、制备方法及应用。

背景技术

MOF_S化合物是由有机配体和无机金属单元构建而成的金属-有机框架材料，具有比表面积大、孔隙大、结构组成多样及热稳定性好等优点。MOF-5化合物是由对苯二甲酸（H₂BDC）与Zn²⁺构筑而成，作为经典的金属-有机框架化合物，具有高比表面积和高孔隙率的特点，在能源存储、分子选择性吸收与分离、催化剂担载以及药物传输等领域展示出广泛的应用前景。然而，MOF-5的结构框架对水分子非常敏感，因此在空气中极易吸潮分解，严重制约了MOF-5的实际应用。另外，迄今为止还没有关于MOF-5化合物具有吸附碘分子功能的相关报道。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种抗潮湿的类MOF-5化合物、制备方法及应用。

本发明的技术解决方案是：一种抗潮湿的类MOF-5化合物，其特征在于：所述类MOF-5化合物是由3-(2-萘基)-4-甲基噻吩[2,3-b]并噻吩-2,5-二羧酸与Zn²⁺构筑而成。

一种如上所述抗潮湿的类MOF-5化合物的制备方法，其特征在于依次按照如下步骤进行：

a. 将1-(2-萘基)-1,3-丁二酮、二硫化碳、无水碳酸钾和N,N-二甲基甲酰胺置于三颈烧瓶中，室温搅拌30min，在冰浴下，加入溴乙酸乙酯，在30℃水浴条件下反应4~10h，所述1-(2-萘基)-1,3-丁二酮、二硫化碳、无水碳酸钾、N,N-二甲基甲酰胺和溴乙酸乙酯的用量比为10mmol：10mmol：60mmol：10mL：20mmol；

b. 再将反应液倒入冰水中，分离得固体，并用乙酸乙酯或乙醇重结晶，得到重结晶的固体；

c. 将所得到的重结晶的固体在溶有KOH的乙醇或水的溶液中水解，调pH 值至2，抽滤并烘干，得到3-(2-萘基)-4-甲基噻吩[2,3-b]并噻吩-2,5-二羧酸；

d. 将3-(2-萘基)-4-甲基噻吩[2,3-b]并噻吩-2,5-二羧酸与硝酸锌溶于N,N-二甲基甲酰胺中，85~100℃反应24~72h，得到透明立方的晶体，所述3-(2-萘基)-4-甲基噻吩[2,3-b]并噻吩-2,5-二羧酸、硝酸锌与N,N-二甲基甲酰胺的用量比为0.1mmol：0.4-0.6mmol：10mL。

一种如上所述抗潮湿的类MOF-5化合物在碘分子吸收中的应用。

本发明使用含有疏水芳基的3-(2-萘基)-4-甲基噻吩[2,3-b]并噻吩-2,5-二羧酸与Zn²⁺成功构筑了类MOF-5化合物，制备方法简单、成本低。由于疏水芳基在Zn₄O结构单元周围形成了疏水环境，从而使该类MOF-5化合物在具有较高的比表面积和孔隙率的前提下，还具有显著的抗潮湿性，具有很高的实际应用价值。同时本发明的类MOF-5化合物具有吸附碘分子的性能且可循环利用，可应用于碘污染环境的处理。

附图说明

图1 是本发明实施例1化合物的碘分子吸附曲线。

图2是本发明实施例1化合物的N₂吸附热曲线图。