[发明专利]一种网状六元瓜环-碱土金属有机框架聚合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种网状六元瓜环‑碱土金属有机框架聚合物及其制备方法，利用1,5‑萘二磺酸有机配体和碱土金属离子的协同作用，设计合成系列具有不同结构特征与性质的网状六元瓜环‑碱土金属有机框架聚合物及其简单制备。本发明提供的一类网状六元瓜环‑碱土金属有机框架聚合物的合成方法具有操作简单和产率高等特点，通过使用有机配体1,5‑萘二磺酸，不仅促进了六元瓜环的有序排列，而且在体系充当“抗衡阴离子”与“桥连”双重角色，解决了现有技术中无机阴离子填充孔穴的缺点与低维自组装体结构，提高了瓜环基孔道结构的利用率，为其在物质的吸附、分离，储能等方面的应用奠定了基础。

技术领域

本发明属于化学合成领域，涉及多维多层次瓜环基金属有机框架聚合物，具体涉及一种网状六元瓜环-碱土金属有机框架聚合物及其制备方法。

背景技术

国内陶朱教授研究组，利用芳香族有机分子作为诱导试剂，成功合成了一类五元瓜环-碱金属网状结构的超分子聚合物，申请并获批《一类具有多层次多孔穴网状结构的瓜环基金属- 有机框架聚合物及其合成方法》以及《一类碱金属-瓜环多层次网状有机框架聚合物及其合成方法和应用》专利。而在该类材料空穴或多层中间存在大量的无机抗衡阴离子，如何避免无机阴离子的占据材料的空穴或孔道？

为解决上述问题，特提出本发明。需要特别说明的是，虽然发明人之一于2015年南京大学博士论文《瓜环基-有机酸超分子自组装体的设计及可控制备》中报道了相关晶体，但其合成方法是在水热条件下进行，且所获得的超分子聚合物晶体需要显微镜下筛选。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种网状六元瓜环-碱土金属有机框架聚合物及其制备方法。

本发明上述目的通过如下技术方案实现：

一种网状六元瓜环-碱土金属有机框架聚合物，通过如下步骤制备：

(1)将1,5-萘二磺酸、Q[6]和碱土金属盐按摩尔比1:1～3:6～12配料分别称量；

(2)将Q[6]和碱土金属盐用适量的水，加热，强磁力搅拌；

(3)将1,5-萘二磺酸有机配体加入适量的水，强磁力搅拌；

(4)在搅拌状态下将(3)溶液迅速加入Q[6]与碱土金属盐的混合溶液中；

(5)将(4)的混合液移置高压反应釜加热反应；

(6)高压反应釜冷却到常温，静置，收获无色块状晶体。

优选地，步骤(2)中加热到50℃～80℃，加热回流1-3h，并强磁力搅拌。

优选地，步骤(4)中碱土金属盐为碱土金属的盐酸盐或硝酸盐。

优选地，步骤(5)中高压反应釜加热反应条件为：程序升温至120-180℃，恒温10-20 h，再程序以每10分钟降温1度至30℃，恒温10-20h。

优选地，步骤(6)中静置24h。

一种网状六元瓜环-碱土金属有机框架聚合物，通过如下步骤制备：

(1)将1,5-萘二磺酸、Q[6]和碱土金属盐按摩尔比1:1～2:4～6配料分别称量；

(2)将1,5-萘二磺酸有机配体加入到适量水中，搅拌溶解；

(3)将Q[6]和碱土金属盐加入到适量水中，强磁力搅拌，并加热；

(4)在(3)加热1h后，将(2)溶液迅速加入Q[6]与碱土金属盐的混合溶液中；

(5)再加热回流，后停止加热，并降温至30℃；

(6)将(5)所得混合液，过滤，滤饼干燥，收获白色粉末。