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专利号: 2022108815700
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种金属有机框架固定多核金属簇材料,其特征在于,所述材料的结构单元为[Co4(SO4)4][M(tpp)][DMF],式中M(tpp)代表5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)金属卟啉,DMF代表N,N‑二甲基甲酰胺,其中5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)金属卟啉为有机连接体,簇基核为多金属硫

2+

酸钴簇Co4(SO4)4;所述材料的晶体结构属于四方晶系,空间群为I‑42d,晶体结构中4个Co

2‑ 2+

离子与4个SO4 离子和8个配位吡啶N原子形成一个Co4(SO4)4的多核金属簇,其中4个Co 离子构成一个扭曲的六面体,Co与Co之间通过硫酸根的O进行连接,Co的配位为6配位,分别是

2+

四个O和两个N,其中N来自5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)金属卟啉的吡啶N,每个Co 离子都与两个5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)金属卟啉的吡啶N配位,形成三维框架结构,每个多核金属簇节点连接8个金属卟啉分子。

2.根据权利要求1所述的金属有机框架固定多核金属簇材料,其特征在于,所述M(tpp)中的M为Co、Ni、Cu、Zn、Mn中任意一种。

3.根据权利要求2所述的金属有机框架固定多核金属簇材料,其特征在于,所述M为Co时,该材料的晶胞参数为: α=β=γ=90,3

计算密度为0.920g/cm。

4.根据权利要求2所述的金属有机框架固定多核金属簇材料,其特征在于,所述M为Cu时,该材料的晶胞参数为: α=β=γ=90,3

计算密度为0.921g/cm。

5.根据权利要求1所述的金属有机框架固定多核金属簇材料,其特征在于,所述材料的晶体沿c轴方向具有孔道结构。

6.一种权利要求1所述的金属有机框架固定多核金属簇材料的制备方法,其特征在于,将硫酸钴和5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)金属卟啉加入N,N‑二甲基甲酰胺中,超声处理1~5分钟后,在密闭条件下120~150℃反应12~48小时,得到金属有机框架固定多核金属簇材料。

7.根据权利要求6所述的金属有机框架固定多核金属簇材料的制备方法,其特征在于,所述5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)金属卟啉为5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)钴卟啉、5,10,15,

20‑四(4‑吡啶基)镍卟啉、5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)铜卟啉、5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)锌卟啉、5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)锰卟啉中任意一种。

8.根据权利要求6所述的金属有机框架固定多核金属簇材料的制备方法,其特征在于,所述5,10,15,20‑四(4‑吡啶基)金属卟啉和硫酸钴的摩尔比为1:4~1:8。

9.权利要求1所述的金属有机框架固定多核金属簇材料在电催化水氧化中的应用。