CN107312180A - 一种罕见的含有六重螺旋链的多孔mof的合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化学技术领域且公开了一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，合成{[Cu₃(L)₃(H₂O)₃]·7H₂O}_n的方法为：(1)将CuCl₂(0.05mmol)和配体H₂L(0.03mmol)分散在以1∶2∶1混合好的CH₃OH，H₂O和DMF溶液里；(2)将步骤(1)中的混合后的溶液置于25mL的反应釜中加热到80度反应3天，冷却至室温，有绿色块状晶体生成(产率，68％基于Cu)。本发明工艺简单、重复性好、产率高、工艺条件温和等优点，并且热稳定性和化学稳定性良好。

Description

一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法

技术领域

本发明具体涉及一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，属于化学技术领域。

背景技术

金属有机骨架(Metal-Organic Framework，简称MOF)多孔材料是一类具有广阔应用前景的新型多孔材料。这是由过渡金属离子或金属簇与有机配体利用分子自组装或晶体工程的方法得到的具有一定尺寸和形状的多孔材料。与传统的多孔材料(例如沸石或分子筛)相比，MOF多孔材料具有结构可塑、孔隙率高和孔径均匀的特点。因此，这类多孔材料往往具有新颖的拓扑结构，并且在光、电、磁、催化、分子识别、吸附、离子交换、气体储存和生物传感器等领域展现出的潜在的应用前景。

发明内容

本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，工艺简单、重复性好、产率高、工艺条件温和等优点，并且热稳定性和化学稳定性良好，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，合成{[Cu₃(L)₃(H₂O)₃]·7H₂O}_n的方法为：(1)将CuCl₂(0.05mmol)和配体H₂L(0.03mmol)分散在以1∶2∶1混合好的CH₃OH，H₂O和DMF溶液里；(2)将步骤(1)中的混合后的溶液置于25mL的反应釜中加热到80度反应3天，冷却至室温，有绿色块状晶体生成(产率，68％基于Cu)。

优选的，步骤(2)中的绿色块状晶体元素分析理论值按C₄₈H₄₇Cu₃N₃O₂₅计算(％)：C，45.88；H，3.77；N，3.34％。实验值：C，45.67；H，3.58；N，3.59％，红外光谱(KBr，cm^-1)：3416s，1697s，1620s，1586s，1406s，1364s，1210w，1150w，1108m，774s，740s，680m，484m。

优选的，步骤(2)中的绿色块状晶体化学式为：{[Cu₃(L)₃(H₂O)₉]·7H₂O}_n。

优选的，步骤(2)中的绿色块状晶体属于单斜晶系，R-3空间群。

本发明所达到的有益效果是：一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，工艺简单、重复性好、产率高、工艺条件温和等优点，并且热稳定性和化学稳定性良好。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明实施例所述的一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法{[Cu₃(L)₃(H₂O)₉]·7H₂O}_n(5)晶体结构图；

图2是本发明实施例所述的一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法磁性拟合曲线图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：请参阅图1-2，本发明一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，合成{[Cu₃(L)₃(H₂O)₃]·7H₂O}_n的方法为：(1)将CuCl₂(0.05mmol)和配体H₂L(0.03mmol)分散在以1∶2∶1混合好的CH₃OH，H₂O和DMF溶液里；(2)将步骤(1)中的混合后的溶液置于25mL的反应釜中加热到80度反应3天，冷却至室温，有绿色块状晶体生成(产率，68％基于Cu)，步骤(2)中的绿色块状晶体元素分析理论值按C₄₈H₄₇Cu₃N₃O₂₅计算(％)：C，45.88；H，3.77；N，3.34％。实验值：C，45.67；H，3.58；N，3.59％。红外光谱(KBr，cm^-1)：3416s，1697s，1620s，1586s，1406s，1364s，1210w，1150w，1108m，774s，740s，680m，484m，步骤(2)中的绿色块状晶体化学式为：{[Cu₃(L)₃(H₂O)₉]·7H₂O}_n，步骤(2)中的绿色块状晶体属于单斜晶系，R-3空间群。

需要说明的是，本发明为一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，工作时，{[Cu₃(L)₃(H₂O)₉]·7H₂O}_n晶体结构描述，配合物{[Cu₃(L)₃(H₂O)₉]·7H₂O}_n属于单斜晶系，R-3空间群，如图1，每一个Cu²⁺处于变形的四方锥构型中，分别与四个双齿羧基氧原子合一个水分子配位，Cu-O键长处于范围内，并且Cu²⁺周围的键角从88.79(11)°到168.01(8)°，中心金属离子之间被羧基桥(-COO-)以μ₂-η¹∶η¹配位模式相连，形成了一个1D单链。Cu···Cu之间的距离大约分别为2.6114和这种链相互交叉形成了一维的六重螺旋链，从a轴看，每一个六重螺旋链都形成了大的一维纳米管，在这个一维纳米管中，有两种类型的链，3个左螺旋和三个右螺旋(Figure 5b)，左右螺旋相互抵消结果导致了{[Cu₃(L)₃(H₂O)₉]·7H₂O}_n不是一个手性结构，螺距为正好对应了c-轴的长度。这个一维纳米管的边长为对角线长为(Figure 5c)。

为了更好的理解这个配合物奇异的结构，我们对其进行了拓扑分析，如果每个双核铜单元简化为4-连接点，这个三维结构的拓扑符号为(6⁴，8²)(Figure 5d)，通过PLATON计算，这个结构的孔洞容积率为31.9％，在2-300K温度范围内，2000 Oe磁场强度下对配合物进行了变温磁化率测试，图为配合物1的χ_MT-T以及χ_M ^-1-T曲线，从图中看出，配合物1的三个通离子的χ_MT值在室温下为1.07cm³K mol^-1，S＝1/2和g＝2(理论值为1.125cm³K mol^-1)。当温度降低时，χ_MT逐渐减小。这种行为揭示了配合物1中存在反铁磁作用，为了更好述配合物2中的磁性行为，我们通过哈密顿算符推出下列磁性拟合公式：

拟合得到了很好的结果：g＝2.08，J1＝-159.57cm^-1和R＝1.42×10^-3(R＝∑[(χ_M)_obs-(χ_M)_calac]²/∑[(χ_M)_obs]²)。拟合曲线如图，J值的大小充分说明了配合物1是一个反铁磁体。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，其特征在于：合成{[Cu₃(L)₃(H₂O)₃]·7H₂O}_n的方法为：

(1)将CuCl₂(0.05mmol)和配体H₂L(0.03mmol)分散在以1∶2∶1混合好的CH₃OH，H₂O和DMF溶液里；

(2)将步骤(1)中的混合后的溶液置于25mL的反应釜中加热到80度反应3天，冷却至室温，有绿色块状晶体生成(产率，68％基于Cu)。

2.根据权利要求1所述的一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，其特征在于：步骤(2)中的绿色块状晶体元素分析理论值按C₄₈H₄₇Cu₃N₃O₂₅计算(％)：C，45.88；H，3.77；N，3.34％，实验值：C，45.67；H，3.58；N，3.59％，红外光谱(KBr，cm^-1)：3416s，1697s，1620s，1586s，1406s，1364s，1210w，1150w，1108m，774s，740s，680m，484m。

3.根据权利要求1所述的一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，其特征在于：步骤(2)中的绿色块状晶体化学式为：{[Cu₃(L)₃(H₂O)₉]·7H₂O}_n。

4.根据权利要求1所述的一种罕见的含有六重螺旋链的多孔MOF的合成方法，其特征在于：步骤(2)中的绿色块状晶体属于单斜晶系，R-3空间群。