[发明专利]一种钴配合物作为温室气体吸附材料的应用

说明书

本发明公开了一种钴配合物作为温室气体吸附材料的应用。该钴配合物分子式为{[Co₃(H₃TTHA)₂(4,4′‑bipy)₅(H₂O)₈]·12H₂O}_n，其中，H₃TTHA为失去三个质子的配体1,3,5‑三嗪‑2,4,6‑三胺‑六乙酸(H₆TTHA)，4,4′‑bipy为4,4′‑联吡啶分子。该钴配合物对水蒸汽和CO₂表现出优异的吸附性能，且在高湿度环境下仍能保持结构的稳定，可以循环使用，是一种优异的温室气体吸附材料。

技术领域

本发明涉及一种气体吸附材料，具体涉及一种以钴(II)为中心金属离子，4,4′-联吡啶和H₃TTHA^3-为配体构成的钴羧酸盐(钴-羧酸配合物)，作为温室气体吸附材料的应用，属于环境吸附材料技术领域。

背景技术

近年来，温室效应已经成为全球关注的热点问题，很多国家、机构和组织都致力于控制人类活动以阻止环境的进一步恶化。环境中温室气体达到临界值将会产生严重的后果，如全球变暖、冰川融化以及由于环境污染造成的人类不适甚至死亡等问题。温室气体主要包括H₂O和CO₂，目前除了限制人类的工业活动以外，最重要的是开发吸附材料，以有效解决由温室气体所产生的环境问题。因而，选择合适的吸附材料至关重要。金属配合物作为一类新的多孔材料，其具有较大的比表面积以及结构和功能的可调节性，经常被用来作为气体的吸附材料。相比于沸石和硅凝胶等传统的多孔吸附材料，金属配合物吸附材料的最大优势在于可以直接对有机配体进行功能化修饰，此外，配合物的结构也可以设计和调节，从而提高吸附性能。如引入-NH₂、-OH和-F等极性官能团已经被证实对CO₂气体的吸附具有显著的效果，引入亲水基团和提高孔隙率对水蒸汽具有很好的吸附效果。但是实际上，到目前为止，对水蒸汽和CO₂气体具有优异吸附能力的金属配合物的设计和应用很少见于文献报道，更没有实际生产应用。

发明内容

针对传统温室吸附材料存在的不足，本发明的目的是在于提供了一种钴配合物作为温室气体吸附材料的应用，钴配合物对水蒸汽和CO₂均表现出优异吸附性能，且其在高湿度环境下仍能保持结构的稳定，可以循环使用，并且该钴配合物可以通过水热法一步合成，操作简单，成本低，有利于扩大生产和应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钴配合物的应用，其作为温室气体吸附材料应用；

所述钴配合物其具有以下化学表达式：

{[Co₃(H₃TTHA)₂(4,4′-bipy)₅(H₂O)₈]·12H₂O}_n；

其中，

H₃TTHA为配体1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺-六乙酸(H₆TTHA)失去三个质子的阴离子基团，具体结构式为：

配体4,4′-bipy的结构式为：

优选的方案，钴配合物属单斜晶系，空间群为P2₁/n，晶胞参数：α＝90°，β＝95.484(2)°，γ＝90°，D_calc＝1.507g cm^-3，Z＝2，μ＝0.597mm^-1，F(000)＝2354.0。

优选的方案，钴配合物作为水蒸汽和/或二氧化碳吸附材料。