[发明专利]基于单金属配位聚合物的d-f异核双金属有机框架材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种基于单金属配位聚合物的d‑f异核双金属有机框架材料的制备方法；所述方法包括：利用水热法合成两例Ni和Dy基的单金属配位聚合物MOFs，分别为MOF1和MOF2；以MOF1、MOF2作为前驱体，分别与硝酸镝和硝酸镍反应，成功制备了两种d‑f异核双金属有机框架HMOF3和HMOF4。本发明方法以单金属MOFs作为前驱体，制备出d‑f异核双金属有机框架材料HMOFs；本发明方法制备得到的HMOFs材料具有配位未饱和的双金属节点以及较大的孔隙率，有望在气体吸附领域应用，有机催化领域得到应用。

技术领域

本发明涉及金属有机框架领域，特别是基于单金属配位聚合物的d-f异核双金属有机框架材料的制备方法。

背景技术

异核金属有机骨架(HMOFs)是由两种或两种以上的金属离子与有机配体组装而成的，其可以通过不同金属离子间的相互作用，发挥出更加优异的光、电、磁等性能。然而到目前为止，大部分已报道的工作都集中在单纯的镧系离子(Ln) 或过渡金属离子(Tm)构建的单金属配位聚合物的组装上，对于构建HMOFs仍然面临较大的挑战。根据软硬酸碱原理(HSAB)，镧系离子(Ln)和过渡金属离子(Tm) 具有不同的配位行为，Ln是硬酸，更倾向于与氧原子配位，而Tm(如Ni(II))是边缘酸，与N原子以及O原子均有着配位倾向，这导致了HMOFs中不同金属离子对相同供体存在较大的竞争。因此，本专利以2-咪唑基-对苯二甲酸为配体，以单金属MOFs作为前驱体，构筑了两种不同类型的HMOFs。由于在该两例HMOFs 结构中含有大量的Lewis酸性活性位点，因此在有机催化和气体吸附方面有较大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是基于2-咪唑基-对苯二甲酸为配体，并以单金属MOFs作为前驱体，制备出d-f异核双金属有机框架材料的合成方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于单金属配位聚合物的d-f异核双金属有机框架材料的制备方法，所述方法包括：利用水热法合成两例Ni和Dy基的单金属配位聚合物 MOFs，分别为MOF1和MOF2；以MOF1、MOF2作为前驱体，分别与硝酸镝和硝酸镍反应，成功制备了两种d-f异核双金属有机框架HMOF3和HMOF4。

优选地，所述MOF1、MOF2、HMOF3、HMOF4，其化学式分别为：

MOF1：[Ni(HL)₂(H₂O)₂]，

MOF2：[Dy₂(L)₃(H₂O)₂]·4H₂O，

HMOF3：[Dy₂Ni(L)₄(H₂O)₆]·DMA·H₂O，

HMOF4：[Dy₂Ni(L)₄(H₂O)₄]·DMA·H₂O，其中，所述MOF1、MOF2、HMOF3、HMOF4 都属于三斜晶系，P-1空间群，其晶胞参数如表1所示。

表1

优选地，所述MOF1具体为：其不对称单元包含了0.5个Ni(II)、1个HL^-配体和1个配位水分子；六配位的中心离子Ni(II)位于畸变的八面体[NiN₂O₄]配位环境中，其四个氧原子处于水平方向上，分别来自于两个配位水分子和配体中的羧基氧原子，两个氮原子处于轴向位置，来自两个HL^-配体分子，其中Ni(II) 离子均通过桥联HL^-配体构成了一个平行于b轴的1D链状结构。