一種鎘配位聚合物及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種鎘配位聚合物，其化學(xué)式為[Cd(tipb)(mta)](DMF)(H2O)2，式中：tipb為1，3，5-三（p-咪唑苯基）苯、mta為間苯二酸、DMF為N,N-二甲基甲酰胺；該鎘配位聚合物具有三維結(jié)構(gòu)，首先由配體tipb與金屬離子形成四重互穿的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中兩兩相鄰的該結(jié)構(gòu)被輔助配體mta連接，最終形成自穿加兩重互穿的三維網(wǎng)絡(luò)；其制備方法是：將tipb、mta和硝酸鎘加入到DMF、乙醇和水的混合溶劑中，通過(guò)溶劑熱反應(yīng)制得。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：該鎘配位聚合物具有固態(tài)熒光，并能表現(xiàn)出對(duì)丙酮的識(shí)別效應(yīng)，在熒光傳感等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鎘配位聚合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬-有機(jī)配位聚合物材料，特別是一種鎘配位聚合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，配位聚合物材料憑借其在熒光、催化、氣體吸附、磁學(xué)等領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景，獲得化學(xué)家們極大關(guān)注。通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的定向設(shè)計(jì)和有機(jī)官能團(tuán)的拓展實(shí)現(xiàn)對(duì)配位聚合物材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控，從而獲得優(yōu)良的光、電、磁、催化及分離吸附等性能，參見(jiàn):1)Jiang, H.L., B.Liu, et al.2011.J.Am.Chem.Soc.133(31): 11854-11857; 2)Li, J.R., R.J.Kuppler, et al.2009.Chem.Soc.Rev.38(5): 1477-1504; Ma,L., C.Abney, et al.2009.Chem.Soc.Rev.38(5): 1248-1256; 3) Zeng, Μ.H.,Μ.X.Yao, et al.2007.Angew.Chem.1nt.Ed.46(11): 1832-1835;Zhang, Y.B.,ff.X.Zhang, et al.2009.Angew.Chem.1nt.Ed.48(29): 5287-5290; 4) Zheng,S.T., J.J.Bu, et al.2011.Angew.Chem.1nt.Ed.50(38): 8858-8862。然而配位聚合物材料熒光方 面仍處于發(fā)展初期，大多數(shù)文獻(xiàn)仍局限于熒光光譜等，對(duì)其后續(xù)性質(zhì)進(jìn)ー步的研究仍相對(duì)較少，尤其是在熒光傳感方面，參見(jiàn):5)Chen，B.，L.Wang,et al.J.Am.Chem.Soc.2008.130(21): 6718-6719; 6) Chen, B., S.Xiang, etal.Acc.Chem.Res.2010.43(8): 1115-1124; 7) Chen, B., Y.Yang, et al.Adv.Materials 2007.19(13): 1693-1696; Gole, B., A.K.Bar, et al.Chem.Commun.2011.47(44): 12137-12139;8) Harbuzaru, B.V., A.Corma, et al.Angew.Chem.1nt.Ed.2009.48(35): 6476-6479; 9) Lan, A., K.Li, et al.1norg.Chem.2009.48(15): 7165-7173; Reineke, T.Μ., M.Eddaoudi, et al.J.Am.Chem.Soc.1999.121 (8): 1651-1657; 10) White, K.A., D.A.Chengelis, et al.J.Am.Chem.Soc.2009.131 (50): 18069-18071; Xiao, Y., Y.Cui, et al.Chem.Commun.2010.46(30): 5503-5505; 11) Zhang, Z., S.Xiang, et al.Chem.Commun.2010.46(38):7205-7207。這類(lèi)材料的合成與探索，特別是合理的設(shè)計(jì)構(gòu)筑熒光配位聚合物并進(jìn)行后續(xù)性質(zhì)研究，將會(huì)對(duì)配位聚合物材料在熒光傳感方面的應(yīng)用注入強(qiáng)大的生命力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在問(wèn)題，提供一種鎘配位聚合物及其制備方法，該鎘配位聚合物具有固態(tài)熒光，井能表現(xiàn)出對(duì)丙酮的識(shí)別效應(yīng)，在熒光傳感等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種鎘配位聚合物，其化學(xué)式為[Cd(tipb) (mta) ] (DMF) _2，式中:tipb為1,3,
5-三(p-咪唑苯基)苯、mta為間苯ニ酸、DMF為％ ニ甲基甲酰胺；該鎘配位聚合物晶體屬于晶系，空間群為P21/C，晶胞參數(shù)為a 10.390⑵A、b 15.238(3)A、c 28.827 (6) A, α90°、β 95.33 (3) \ y 90° ;該鎘配位聚合物具有三維結(jié)構(gòu)，首先由配體tipb與金屬離子形成四重互穿的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中兩兩相鄰的該結(jié)構(gòu)被輔助配體mta連接，最終形成自穿加兩重互穿的三維網(wǎng)絡(luò)，DMF和水分子無(wú)序包夾于三維結(jié)構(gòu)中；配位主體骨架的分解溫度為 320°C，紅外吸收峰為 1618 cm -1、 1580 cm -1、 1378 cm -1、1346 cm -1、 1120 cm1、1015 cm1、653cm -。
[0005]ー種所述鎘配位聚合物的制備方法，包括下述步驟:
1)將有機(jī)配體tipb、mta和硝酸鎘加入到DMF、こ醇和水的混合溶劑中，混合均勻得到混合物；
2)將上述混合物在密封狀態(tài)、溫度為80-90°C下反應(yīng)70-80小時(shí)，通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到無(wú)色塊狀晶體，用DMF洗滌，干燥后制得目標(biāo)物。
[0006]所述tipb、mta和硝酸鎘的摩爾比為1:1_2:1_2，DMF、こ醇和水的體積比為4:1:1，tipb、mta和硝酸鎘的總量與DMF、こ醇和水的混合溶劑的用量比為48_60mg/mL。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該鎘配位聚合物具有固態(tài)熒光，井能表現(xiàn)出對(duì)丙酮的識(shí)別效應(yīng)，在熒光傳感等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為該鎘配位聚合物的熱分析圖。
[0009]圖2為該鎘配位聚合物的粉末衍射圖。
[0010]圖3為該鎘配位聚合物的連接方式圖。
[0011]圖4為該鎘配位聚合物的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖5為該鎘配位聚合物對(duì)丙酮的選擇性識(shí)別。
[0013]圖6為該鎘配位聚合物對(duì)丙酮的熒光滴定圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例:
一種鎘配位聚合物的制備方法，包括下述步驟:
1)稱(chēng)取有機(jī)配體tipb25.2毫克(0.05毫摩爾)，間苯ニ酸8.3毫克(0.05毫摩爾)，六水合硝酸鎘15.4毫克(0.05毫摩爾)置于玻璃瓶中，加入2毫升見(jiàn)ニ甲基甲酰胺、0.5毫升こ醇和0.5毫升水，混合均勻得到混合物；
2)將上述混合物在密封狀態(tài)、溫度為85°C下反應(yīng)72小時(shí)，通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到無(wú)色塊狀晶體，用DMF洗滌，干燥后制得鎘配位聚合物[Cd(tipb) (mta) ] (DMF) (H20)2。
[0015]圖1為該鎘配位聚合物的熱分析圖，圖中表明:該鎘配位聚合物主體結(jié)構(gòu)能夠穩(wěn)定至320°C。
[0016]該鎘配位聚合物[Cd(tipb)(mta) ] (DMF) (H20) 2 的表征:
1)粉末衍射表征相純度
粉末衍射數(shù)據(jù)收集在Rigaku D/Max-2500衍射儀上完成，儀器操作電壓為40 kV，電流為100 mA，使用石墨単色化的銅靶X射線。固定掃射，發(fā)射偏離為1 °，接受狹縫寬為0.3毫米。密度數(shù)據(jù)收集使用2 Θ/Θ掃描模式，在3 °到80 °范圍內(nèi)連續(xù)掃描完成，掃描速度為8 7毎秒，跨度為0.02 7毎次。數(shù)據(jù)擬合使用CeriUS2程序，單晶結(jié)構(gòu)粉末衍射譜模擬轉(zhuǎn)化使用 Mercury 1.4.2。
[0017]圖2為該鎘配位聚合物的粉末衍射圖，圖中表明:實(shí)驗(yàn)合成的該鎘配位聚合物與模擬值相符，相純度較好。
[0018]2)晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定
在顯微鏡下選取合適大小的單晶，常溫下T=298K在Rigaku RAXIS-RAPID衍射儀上，用經(jīng)石墨単色器単色化的Μο-Κα射線(λ =0.71073 Α)，以ω-φ方式收集衍射數(shù)據(jù)。所有衍射數(shù)據(jù)使用SADABS程序進(jìn)行吸收校正。晶胞參數(shù)用最小二乗法確定。數(shù)據(jù)還原和結(jié)構(gòu)解析分別使用SAINT和SHELXTL程序完成。先用差值函數(shù)法和最小二乗法確定全部非氫原子坐標(biāo)，并用理論加氫法得到主體框架的氫原子位置，然后用最小二乗法對(duì)晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精修。晶體學(xué)衍射點(diǎn)數(shù)據(jù)收集與結(jié)構(gòu)精修的部分參數(shù)列在下表。
[0019]鎘配位聚合物的 主要晶體學(xué)實(shí)驗(yàn)和精修參數(shù)表
【權(quán)利要求】
1.一種鎘配位聚合物，其特征在于:化學(xué)式為[Cd(tipb) (mta)](DMF) (H20)2，式中:tipb為1，3，5-三(p-咪唑苯基)苯、mta為間苯二酸、DMF為二甲基甲酰胺；該鎘配位聚合物晶體屬于晶系，空間群為/ ，晶胞參數(shù)為a 10.390⑵A、b 15.238 (3)A、c 28.827(6)A、a 90°、β 95.33(3)°、y 90° ;該鎘配位聚合物具有三維結(jié)構(gòu)，首先由配體tipb與金屬離子形成四重互穿的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中兩兩相鄰的該結(jié)構(gòu)被輔助配體mta連接，最終形成自穿加兩重互穿的三維網(wǎng)絡(luò)，DMF和水分子無(wú)序包夾于三維結(jié)構(gòu)中；配位主體骨架的分解溫度為320°C，紅外吸收峰為
2.一種如權(quán)利要求1所述鎘配位聚合物的制備方法，其特征在于包括下述步驟: 1)將有機(jī)配體tipb、mta和硝酸鎘加入到DMF、こ醇和水的混合溶劑中，混合均勻得到混合物； 2)將上述混合物在密封狀態(tài)、溫度為80~90°C下反應(yīng)70-80小時(shí)，通過(guò)溶劑熱反應(yīng)得到無(wú)色塊狀晶體，用DMF洗滌，干燥后制得目標(biāo)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鎘配位聚合物的制備方法，其特征在于:所述tipb、mta和硝酸鎘的摩爾比為1:1_2:1_2，DMF、こ醇和水的體積比為4:1:1, tipb、mta和硝酸鎘的總量與DMF、こ醇和水的混合溶劑的用量比為48-60mg/mL。
【文檔編號(hào)】G01N21/64GK103450234SQ201310321698
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】卜顯和, 宋晗, 陳強(qiáng), 徐笑康 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)