本發(fā)明屬于聚合物制備技術領域,特別涉及一種鄰苯二甲酸錳聚合物及其制備方法。
背景技術:
近年來,過渡金屬聚合物的種類和數(shù)目迅猛增加,人們利用具有特殊結構和性能的有機小分子配體與金屬離子通過配位鍵或其它弱相互作用合成配位超分子,形成的聚合物在結構和性能上具有獨特性。由芳香多羧酸類配體合成新型金屬有機骨架的研究是這一領域的分子組裝重點。羧酸基團能夠以單齒、雙齒(橋式、螯合)和三齒型等多種配位模式與過渡金屬離子形成具有較大比表面積和孔隙的配合物。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種鄰苯二甲酸錳聚合物及其制備方法。
本發(fā)明的思路:利用鄰苯二甲酸和硫酸錳,通過水熱法獲得錳配合物。
鄰苯二甲酸錳聚合物屬于正交晶系,空間群為Pbca,中心金屬離子為Mn(II)離子。該聚合物每個基元包含一個Mn(II)離子、一個鄰苯二甲酸陰離子和一個配位水分子。鄰苯二甲酸的一個羧基以橋式三齒的形式與錳離子配位,另一個羧基以螯合-橋式三齒的形式與錳離子配位。中心金屬離子Mn(II)分別與來自四個鄰苯二甲酸的六個氧原子(O1、O2B、O2C、O3A、O3B、O4A),以及一個水分子的氧原子(O5)配位。七個配位原子在Mn(II)離子周圍以不規(guī)則十面體的形式排布。Mn-O鍵長在2.246 ? - 2.462 ?之間。
鄰苯二甲酸錳聚合物的制備方法具體步驟為:
(1)稱量0.5~1毫摩爾四水合硫酸錳溶解于2~4毫升蒸餾水中,制得硫酸錳溶液。
(2)稱量0.5~1毫摩爾鄰苯二甲酸溶解于5~10毫升蒸餾水中,制得鄰苯二甲酸溶液。
(3)稱量1~2毫摩爾氫氧化鈉溶解于1~2毫升蒸餾水中,制得氫氧化鈉溶液。
(4)將步驟(1)、(2)和(3)制得的溶液加入到聚四氟乙烯反應釜內(nèi)膽中,套上不銹鋼反應釜外套放入140攝氏度烘箱中反應48~72小時,反應完成后以每小時10攝氏度梯度降至室溫,靜置12小時后開釜得無色帶白色粉末沉淀溶液,過濾后濾液放入燒杯內(nèi)靜置20-30天,杯底析出無色針狀晶體,即為錳聚合物。
本發(fā)明具有工藝簡單、成本低廉、重復性好等優(yōu)點,成功的合成了錳配合物,為合成過渡金屬的正交晶系的錳聚合物提供了一定的依據(jù)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明鄰苯二甲酸錳聚合物的分子結構圖。
具體實施方式
實施例:
(1)稱量0.5毫摩爾(0.1115克)四水合硫酸錳溶解于2毫升蒸餾水中,制得硫酸錳溶液。
(2)稱量0.5毫摩爾(0.0885克)鄰苯二甲酸溶解于5毫升蒸餾水中,制得鄰苯二甲酸溶液。
(3)稱量1毫摩爾(0.0400克)氫氧化鈉溶解于1毫升蒸餾水中,制得氫氧化鈉溶液。
(4)將步驟(1)、(2)和(3)制得的溶液加入到聚四氟乙烯反應釜內(nèi)膽中,套上不銹鋼反應釜外套放入140攝氏度烘箱中反應48~72小時,反應完成后以每小時10攝氏度梯度降至室溫,靜置12小時后開釜得無色帶白色粉末沉淀溶液,過濾后濾液放入燒杯內(nèi)靜置20-30天,杯底析出無色針狀晶體,即為鄰苯二甲酸錳聚合物。
鄰苯二甲酸錳聚合物分子結構見圖1,晶體結構解析表明,該聚合物屬于正交晶系,空間群為Pbca,中心金屬離子為Mn(II)離子。該聚合物每個基元包含一個Mn(II)離子、一個鄰苯二甲酸陰離子和一個配位水分子。鄰苯二甲酸的一個羧基以橋式三齒的形式與錳離子配位,另一個羧基以螯合-橋式三齒的形式與錳離子配位。中心金屬離子Mn(II)分別與來自四個鄰苯二甲酸的六個氧原子(O1、O2B、O2C、O3A、O3B、O4A),以及一個水分子的氧原子(O5)配位。七個配位原子在Mn(II)離子周圍以不規(guī)則十面體的形式排布。Mn-O鍵長在2.246 ? - 2.462 ?之間。