1.一种多功能集成型催化剂,其特征在于,所述多功能集成型催化剂的化学式为C36H44Co3N4O16,简写为CBBA-Co,其结晶于单斜晶系,P21/c空间群,所述CBBA-Co的每个不对称单元由一个柔性的CBBA配体、两个Ⅱ价Co原子、一个μ-O原子、两个配位的水分子以及一个N,N-二甲基甲酰胺分子构成,CBBA配体的结构示意图为 ;
每个CBBA配体两端的羧基均以双齿桥联的模式连接两个不同的Ⅱ价Co原子,每个CBBA配体连接四个不同的Ⅱ价Co原子;Ⅱ价Co原子具有两种不同的配位模式:在每个Co3O次级构筑单元中,其中的两个Ⅱ价Co分别与来自两个不同的CBBA配体的羧基O原子及两个水分子配位,并同时被两个不同的μ-O原子桥联,而第三个Ⅱ价Co则与来自四个不同CBBA配体的四个羧基O原子以及两个不同的μ-O原子形成六配位模式,每一个μ-O原子均与三个不同的Ⅱ价Co形成桥联的三核心Co3O次级构筑单元,沿a轴形成一维金属-O聚合链;不同的聚合链之间由CBBA配体桥联,拓展形成三维网络结构,并沿a轴方向形成之字形的纳米孔道。
2.一种如权利要求1所述的多功能集成型催化剂的合成方法,其特征在于,其包括以下步骤:
将H2CBBA配体和含Co盐加入N,N-二甲基甲酰胺溶解,所述含Co盐选自Co(NO3)2·6H2O、CoCl2·6H2O、Co(CH3COO)2·4H2O中的至少一种,再加入蒸馏水,混合均匀后,滴加NaOH溶液,摇匀后密封,于65-95℃静置3-5天;H2CBBA配体的结构示意图为 。
3.根据权利要求2所述的多功能集成型催化剂的合成方法,其特征在于,所述H2CBBA配体、所述含Co盐、所述N,N-二甲基甲酰胺和所述蒸馏水的用量比为2-10 mg:5-50 mg:1.5-8 mL:1.5-8 mL。
4.根据权利要求2所述的多功能集成型催化剂的合成方法,其特征在于,所述H2CBBA配体的合成方法为:
按用量比9-12 mmol:9-12 mmol:10-15 mmol:100-200 mL取对醛基苯甲酸甲酯、对氨基苯甲酸甲酯、无水MgSO4和CHCl3,在室温条件下搅拌反应至少20 h;
过滤除去MgSO4,将滤液旋蒸蒸干,加入NaBH4、四氢呋喃和乙醇,在室温条件下搅拌反应至少10 h,所述NaBH4、所述四氢呋喃、所述乙醇的用量比为10-12 mmol:50-100 mL:20-30 mL;
在冰浴条件下加水淬灭反应,旋蒸除去乙醇和四氢呋喃,用乙酸乙酯/H2O萃取,合并有机相并用NaCl饱和溶液洗涤,旋蒸除去乙酸乙酯溶剂,得酯化配体;
将所述酯化配体与NaOH溶解在H2O/乙醇/四氢呋喃混合溶剂中,所述酯化配体、所述NaOH、所述H2O/乙醇/四氢呋喃混合溶剂的用量比为9-12 mmol:50-100 mmol:60-100 mL,所述H2O/乙醇/四氢呋喃混合溶剂的配比为40-60 mL:10-20 mL:10-20 mL,于40-55℃水解
10-15 h,旋蒸除去乙醇/四氢呋喃后,过滤,调节滤液pH至1.5-3,得白色沉淀,抽滤,用水洗涤,于40-55℃烘干,即得到H2CBBA配体。
5.一种如权利要求1所述的多功能集成型催化剂的应用,其特征在于,所述多功能集成型催化剂用于催化环氧化合物开环反应、芳基硫醚可控氧化或鲁米诺化学发光。
6.根据权利要求5所述的多功能集成型催化剂的应用,其特征在于,所述多功能集成型催化剂催化环氧化合物开环反应的方法是:将新鲜制备的多功能集成型催化剂、芳香胺以及环氧化合物混合,在95-100℃下搅拌反应至少10 h。
7.根据权利要求5所述的多功能集成型催化剂的应用,其特征在于,所述多功能集成型催化剂催化硫醚可控氧化的方法是:将多功能集成型催化剂、硫醚、过氧化叔丁醇以及N,N-二甲基甲酰胺在65-70℃下搅拌反应至少12 h。
8.根据权利要求5所述的多功能集成型催化剂的应用,其特征在于,所述多功能集成型催化剂催化鲁米诺化学发光的方法是:将多功能集成型催化剂与鲁米诺溶液直接混合,然后将H2O2注射其中。