1.一种基于芘四吡唑配体的钴的金属‑有机框架材料,其特征在于,化学分子式为Co(H4TPP)(CH3COO)2(H2O)(CH3CN)2, H4TPP为有机配体1,3,6,8‑四(1H‑吡唑‑4‑基)芘;
该金属‑有机框架材料具有三维框架结构,从框架连接构筑的角度,该金属‑有机框架的晶体结构属于正交晶系,空间群为Pnma,晶胞参数为:a = 20.0553(7) Å, b = 22.0562o
(7) Å, c = 7.7763(2) Å, α = β = γ = 90;
该金属‑有机框架中,Co离子为六配位,周围配位的是4个氮原子和2个氧原子,其中4个氮原子来自四个不同的芘四吡唑配体,2个氧原子分别来自反应体系中的乙酸根离子和水分子;在该金属‑有机框架中,Co‑O1键的键长是2.0797(35) Å, Co‑O3键的键长是2.0523(40) Å,两种相同的Co‑N1键的键长是2.1626(32) Å, 两种相同的Co‑N3键的键长是2.1792(31) Å;脱除配位的乙酸根离子和水分子以后,该MOF在沿晶体学a轴方向存在一维的圆形孔道,直径为6 Å;在c轴方向存在两种一维孔道,它们的截面尺寸为5 Å。
2.按照权利要求1所述的一种基于芘四吡唑配体的钴的金属‑有机框架材料,其特征在于,从拓扑学角度来讲,每个芘四吡唑配体都可以看作是4‑连接的连接体,四配位的Co离子看作是4‑连接的节点,这两种类型的结构单元交替连接形成了一个(4,4)‑连接的网络。
3.按照权利要求1所述的一种基于芘四吡唑配体的钴的金属‑有机框架材料,其特征在于,芘四吡唑配体的合成方法,包括以下两个步骤:o
Suzuki反应:将液溴加入到芘和硝基苯溶液于80 C并剧烈搅拌,然后将混合物加热至o
120 C并保持12小时;完成后,与四氢吡喃保护的吡唑硼酸酯,在1,4‑二氧六环和水中,加o
入四(三苯基膦)钯和碳酸钾,密封、抽真空、惰性气体保护,将混合溶液中在100 C下搅拌
48 h,得到1,3,6,8‑四(1‑(四氢‑2H‑吡喃‑2‑基)‑1H‑吡唑‑4‑基)芘;
脱保护:将1,3,6,8‑四(1‑(四氢‑2H‑吡喃‑2‑基)‑1H‑吡唑‑4‑基)芘在盐酸乙醇溶液中加热回流脱保护得到1,3,6,8‑四(1H‑吡唑‑4‑基)芘。
4.权利要求1‑3任一项所述的基于芘四吡唑配体的钴的金属‑有机框架材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
密封条件下,将1,3,6,8‑四(1H‑吡唑‑4‑基)芘(H4TPP)与硝酸钴(Co(NO3)·6H2O)溶于N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,加入微量乙腈和乙酸,通过溶剂热反应得到该金属‑有机框架的晶体。
5.按照权利要求4所述的方法,其特征在于,有机配体1,3,6,8‑四(1H‑吡唑‑4‑基)芘(H4TPP)与硝酸钴(Co(NO3)2·6H2O)的摩尔比为1 : (1~5),每0.05 mmol的硝酸钴对应1 mLo o
8 mL的DMF,10 μL 120 μL的乙酸和乙腈,溶剂热反应的温度为80 C 120 C,反应时间为~ ~ ~
24 48小时。
~
6.权利要求1‑3任一项所述的基于芘四吡唑配体的钴的金属‑有机框架材料的应用,在二氧化碳、甲烷、以及氮气气体的选择性吸附分离方面的应用。