[发明专利]一种离子型氢键有机骨架材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种离子型氢键有机骨架材料，其特征在于，该离子型氢键有机骨架材料的化学式为：[(DBpy²⁺)·(C₁₀H₈O₆S₂)]·(H₂O)_n，其中：DBpy²⁺为N,N'-二氨基4,4'-联吡啶阳离子盐，C₁₀H₈O₆S₂为萘二磺酸化合物。

2.根据权利要求1所述的一种离子型氢键有机骨架材料，其特征在于，该离子型氢键有机骨架材料为由N,N'-二氨基4,4'-联吡啶阳离子盐与萘二磺酸化合物通过分子间氢键相互连接，且在π-π堆积的协同作用下组装而成的晶态材料。

3.根据权利要求1所述的一种离子型氢键有机骨架材料，其特征在于，该离子型氢键有机骨架材料为晶态材料，晶态材料由不对称结构单元组成，不对称结构单元由一个N,N'-二氨基4,4'-联吡啶阳离子盐、一个萘二磺酸化合物和一个水分子组成。

4.根据权利要求3所述的一种离子型氢键有机骨架材料，其特征在于，该离子型氢键有机骨架材料的不对称结构单元属于单斜晶系，空间群为P 21/n，分子式为C₂₀H₂₂N₄O₈S₂，分子量为510.53，晶胞参数：

5.根据权利要求1所述的一种离子型氢键有机骨架材料，其特征在于，所述离子型氢键有机骨架材料中具有氢键网络，氢键网络由N,N'-二氨基4,4'-联吡啶阳离子盐中的氨基官能团上的氢原子与萘二磺酸化合物中的磺酸官能团上的氧原子形成，当结构中存在水分子时，水分子上的氢原子与氧原子参与氢键的形成，形成的氢键网络为三维氢键网络结构。

6.根据权利要求1所述的一种离子型氢键有机骨架材料，其特征在于，所述离子型氢键有机骨架材料在湿度为98％、100℃条件下，电化学阻抗值为25Ω，通过计算可得 到其电导率值为2.76×10^-3S cm^-1。

7.根据权利要求1所述的一种离子型氢键有机骨架材料，其特征在于，所述离子型氢键有机骨架材料热分解温度达到360℃。

8.权利要求1～7所述的一种离子型氢键有机骨架材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将N,N'-二氨基4,4'-联吡啶阳离子盐与萘二磺酸化合物按摩尔比为1：(1～1.5)称取物料；

2)将N,N'-二氨基4,4'-联吡啶阳离子盐溶于溶剂中，得到溶液A；

萘二磺酸化合物溶于水中，超声处理，得到溶液B；

3)将溶液A和溶液B混合得到混合溶液C；

4)将混合溶液C进行溶液法反应1-2周，得到晶体，然后过滤、洗涤、干燥，得到离子型氢键有机骨架材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，溶液法反应具体为：混合溶液C在25-30℃的条件下反应。

10.权利要求1～7所述的离子型氢键有机骨架材料作为导电材料在制备质子燃料膜电池中的应用。