[发明专利]一种增强二维层状稀土有机膦酸盐质子传导能力的方法

说明书

本发明提供一种增强二维层状稀土有机膦酸盐质子传导能力的方法。以金属有机框架化合物中的二维层状稀土膦酸盐这一种化合物为研究对象，直接改变水热反应体系的溶剂，在不改变骨架结构的基础上，利用二维层中存在的溶剂来构建氢键，以提供质子传导路径，最终增强该类化合物的质子传导能力。步骤简单、操作方便、实用性强。

技术领域

本发明属于具有质子传导能力的金属有机框架化合物的制备领域，特别涉及一种增强二维层状稀土有机膦酸盐质子传导能力的方法。

背景技术

金属有机框架化合物的质子传导性质近年来引起了人们极大的兴趣，为提高其质子传导能力，通常采用一些方法二次处理原化合物以引入可以与质子形成氢键的基团来构筑有效的质子传导路径，如：在原骨架结构中引入客体分子，修饰原有机配体，或者对原化合物进行溶液浸泡等。这些方法虽然应用广泛，但是后处理的步骤相对繁琐。另外，在二次处理的反应过程中，原有骨架结构不易保持，这就导致了质子传递机理阐述得不够明确。由于现有技术这两方面的缺点，所以开发简单有效的方法以提高该类化合物的质子传导性质亟待研究。

发明内容

本发明解决的技术问题是，针对目前对金属有机框架化合物的后处理步骤比较繁琐以及原结构容易改变的问题，提供一种工艺简单及反应条件温和的方法以提高金属有机框架质子传导能力。本发明以金属有机框架化合物中的二维层状稀土膦酸盐这一种化合物为研究对象，直接改变水热反应体系的溶剂，在不改变骨架结构的基础上，利用二维层中存在的溶剂来构建氢键，以提供质子传导路径，最终增强该类化合物的质子传导能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种增强二维层状稀土有机膦酸盐质子传导能力的方法，在三缩四乙二醇溶剂中，以羟基乙叉二膦酸与稀土盐为原料水热法合成二维层状稀土有机膦酸盐。

优选的，所述羟基乙叉二膦酸与稀土盐的摩尔比为6.0～8.0。

优选的，所述稀土盐在三缩四乙二醇溶剂中的摩尔浓度为0.22-0.25moL/L。

优选的，所述水热反应条件为100℃～150℃，时间为12～48h。

优选的，所述稀土盐溶液选自硝酸钐，氯化钐，硝酸铕，氯化铕，硝酸钆，氯化钆，硝酸铽，氯化铽的一种。

优选的，所述方法还包括：将水热反应后的溶液冷却、洗涤、抽滤，烘干，得到块状和纤维状晶体。

本发明还提供了任一上述的方法制备的二维层状稀土有机膦酸盐。

本发明还提供了一种二维层状稀土有机膦酸盐，所述二维层状稀土有机膦酸盐在100％相对湿度下，电导率达1.21×10^-3S/cm；活化能为0.50eV。

本发明还提供了任一上述的二维层状稀土有机膦酸盐在制备气体储存材料、催化剂、离子交换剂、磁性材料、以及分子和光学传感材料中的应用。

本发明还提供了三缩四乙二醇在增强二维层状稀土有机膦酸盐质子传导能力中的应用。

本发明的有益效果