[发明专利]簇基晶态材料及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种簇基晶态材料及其制备方法和应用。所述簇基晶态材料具有下述化学式[Co6(μ3‑OH)4(Ina)8](H2O)10(DMA)2，其中Ina为异烟酸阴离子配体、DMA为N,N‑二甲基乙酰胺，所述簇基晶态材料结晶于单斜晶系(monoclinic)，空间群为P21/c，β＝97.604(3)°，所述簇基晶态材料对有机溶剂具有较好的稳定性，并且具有较高的热稳定性，气体吸附测试结果表明该材料对C2H2与CH4具有较好的选择性吸附性能。 1

主权项

1.一种簇基晶态材料，其特征在于它具有下述化学式[Co₆(μ₃‑OH)₄(Ina)₈](H₂O)₁₀(DMA)₂，其中Ina为异烟酸阴离子配体、DMA为N,N‑二甲基乙酰胺，Ina的结构简式如下：

所述簇基晶态材料结晶于单斜晶系(monoclinic)，空间群为P2₁/c，晶胞参数为β＝97.604(3)°，

以及，所述簇基晶态材料的主要红外吸收峰为：3388m,3116w,1615s,1558s,1401s,1317m,1185s,1077s,835m,775s,632s。

2.如权利要求1所述的簇基晶态材料，其特征在于：所述簇基晶态材料中四个μ₃‑氧原子连接六个Co²⁺离子形成六核Co簇次级构筑单元(SBUs)，每个Co²⁺离子均为六配位，处于一个最小不对称单元里的三个Co²⁺离子和与该三个Co²⁺离子具有对称操作关系的另外三个Co²⁺离子构成框架材料中的六核Co金属簇结构单元，所述六核Co金属簇结构单元通过异烟酸配体在三维方向相互连接组成具有二维孔道结构的三维晶态材料。

3.如权利要求1或2所述的簇基晶态材料的制备方法，其特征在于包括：

将摩尔比为1:1‑5:1的钴盐和异烟酸混合均匀得到混合物，然后加入到溶剂中，常温搅拌30～40min，之后加入酸度控制剂，在温度为120～130℃条件下固化处理36～48h，获得红色块状晶体，即为所述的簇基晶态材料；

其中，所述钴盐为六水氯化钴，所述酸度控制剂为四氟硼酸，所述溶剂为DMA。

4.根据权利要求3所述的簇基晶态材料的制备方法，其特征在于：所述混合物与溶剂的用量比为36mg:2mL‑36mg:10mL。

5.根据权利要求3所述的簇基晶态材料的制备方法，其特征在于：所述酸度控制剂采用浓度为35～37wt％的四氟硼酸水溶液，且所述溶剂与酸度控制剂的用量比为2mL:0.5mL‑2mL:5mL。

6.如权利要求1所述的簇基晶态材料在选择性分离C₂H₂的应用。

7.一种C₂H₂的选择性吸附材料，由权利要求1或2所述的簇基晶态材料制成。

8.一种C₂H₂的选择性吸附材料的制备方法，其特征在于包括：将权利要求1或2所述的簇基晶态材料以二氯甲烷浸泡60～72小时，之后在温度为30～40℃的真空下加热24～36h。