一種基于irmof-3功能材料的修飾與制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于IRMOF-3功能材料的修飾與制備方法，屬于材料化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種主客體復(fù)合材料的制備與性能表征。以IRMOF-3為原料，用二氯甲烷對其進行預(yù)處理，后將客體分子二茂鐵醛(Fe-CHO)放入處理過的IRMOF-3中使主客體發(fā)生親和加成反應(yīng)生成亞胺，從而得到新的IRMOF-3@FeCHO材料。預(yù)處理后發(fā)現(xiàn)，浸入二茂鐵醛的琥珀色材料變?yōu)楹谏?。對材料進行元素、熱重、PXRD和熒光分析發(fā)現(xiàn)，約有2.87個二茂鐵醛分子進入IRMOF-3孔洞材料中，且在二茂鐵醛進入前后，IRMOF-3的結(jié)構(gòu)保持不變，熒光峰發(fā)生藍移。本發(fā)明成本低，制備過程簡單易行。
【專利說明】—種基于IRM0F-3功能材料的修飾與制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料化學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種主客體復(fù)合材料的制備與性能表征。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，metal-organic frameworks (MOFs)材料因其具有的高熱穩(wěn)定性，高比表面積和大的孔洞率而備受各國科學(xué)家的關(guān)注。用傳統(tǒng)方法(比如水熱、擴散、揮發(fā)等)合成的MOFs材料越來越不能滿足人們對材料的苛刻要求。將有特殊功能的客體分子和大孔洞材料復(fù)合在一起得到多功能的材料是科學(xué)家的夢想。Yaghi’ s合成的isoreticularmetal-organic framework-3 (IRM0F-3)是由金屬鋒和 2-胺基-1,4-苯二甲酸在 N,N’-二甲基甲酰胺中合成的孔洞直徑為9.7 A的功能材料。IRM0F-3結(jié)構(gòu)中的胺基沒有配位，又因為其高的孔洞率而成為科學(xué)家制備多功能材料的載體。
[0003]2000年，Kimoon Kim等人報道了第一例對純手性MOF材料P0ST-1的修飾，通過引入碘甲烷和碘己烷跟POST-ι中未配位的吡啶基進行配位，從而實現(xiàn)了對金屬絡(luò)合物的對映選擇。受這個思想的啟發(fā)，Zhenqiang Wang and Seth Μ.Cohen對IRM0R-3進行了一系列的修飾，從而得到了新的MOFs材料，實現(xiàn)了單晶到單晶的轉(zhuǎn)變。因為IRM0F-3結(jié)構(gòu)中的胺基沒有配位，Seth Μ.Cohen課題組通過在胺基上發(fā)生?；磻?yīng)引入新的基團，從而得到新的結(jié)構(gòu)。2007年，Seth Μ.Cohen報道了二種方法對IRM0R-3進行修飾，第一種是直接引入乙酸酐讓其與胺基發(fā)生?；磻?yīng)，第二種是先引入巴豆酸酐，然后再引入溴，通過一系列的性能測試，表征成功修飾了 MOF材料。2008年，Seth Μ.Cohen課題組用10種支鏈烷基酸酐(0(C0(CH2)nCH3)2(n = ltol8)對IRM0R-3進行了修飾，成功得到了烷基鏈逐漸伸長的高熱穩(wěn)定性，且具有特殊性能的新MOFs材料，為新材料的合成開辟了新的道路。2009年，SethM.Cohen課題組將12種環(huán)酸酐引入到IRM0F-3中，通過?；磻?yīng)分別得到了帶有羧基的，手性的新型MOFs，更值得一提的是，他們將兩種酸酐同時引入了 IRM0F-3結(jié)構(gòu)中。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]受上述材料啟發(fā)，本發(fā)明要將二茂鐵醛引入IRM0R-3結(jié)構(gòu)中，使醛基和胺基發(fā)生親核加成生成亞胺，得到新的IRM0F-3@FeCH0結(jié)構(gòu)，本發(fā)明旨要提供一種反應(yīng)條件溫和，制備過程簡單，成本低廉，同時又能很好地表征主客體結(jié)合在一起的方法。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟:
[0006](I)將制備的IRM0F-3功能材料浸泡住適量的二氯甲烷中三天，在這三天里每天都要換一次二氯甲烷，以保證二氯甲烷與材料中的溶劑進行充分的交換；
[0007](2)將1-1Omg 二茂鐵醛(FeCHO)放入1-1Omg用二氯甲烷充分浸泡的IRM0F-3的1ml 二氯甲烷燒杯溶液中，靜靜放置7天；
[0008] (3)7天后將上述燒杯放入真空干燥箱中減壓干燥一晚上以除去附在表明的客體分子后發(fā)現(xiàn):IRM0F-3由原來的琥珀色變?yōu)楹谏?br> [0009](4)對上述材料進行元素分析和熱重，熒光，PXRD性能表征發(fā)現(xiàn):
[0010]IRM0F-3 的元素分析:C.35.42，H.1.85，N.5.17，0.25.58 ；
[0011]IRM0F-3iFeCH0 的元素分忻:C.26.55，H.1.25，N.2.94，0.17.80
[0012]約有2.87個二茂鐵醛分子進入IRM0F-3孔洞材料中。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:找到了一種新的合成MOFs的方法，合成選用的預(yù)處理溶劑二氯甲烷對人體健康無傷害，處理條件溫和，表征方法簡單，易操作，測試設(shè)備簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為IRM0F-3與IRM0F-3@FeCH0的熱重與PXRD性能表征。
[0015]圖2為IRM0F-3與IRM0F-3@FeCH0的熒光性能表征。

【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。
[0017]將制備的IRM 0F-3功能材料分為量為9mg_15mg若干份，用5_10ml 二氯甲烷對其進行預(yù)處理3-7天，后將1-1Omg的客體分子二茂鐵醛與處理過的原料放入5-10ml 二氯甲烷中1-10天，對得到的材料進行減壓干燥處理1-2天以除去材料表面殘留的客體分子，在電子顯微鏡中觀察發(fā)現(xiàn)IRM0F-3由原來的琥珀色變?yōu)楹谏?。對材料進行元素分析、熱重分析，熒光分忻、X射線粉末衍射(PXRD)分析表征發(fā)現(xiàn)約有2.87個二茂鐵醛分子進入IRM0F-3孔洞材料中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于 isoreticular metal-organic framework (IRM0F-3)功能材料的修飾與制備方法，其特征在于包括以下步驟和方法: (1)將制備的IRM0F-3功能材料浸泡在適量的二氯甲烷中三天，在這三天里每天都要換一次二氯甲烷，以保證二氯甲烷與材料中的溶劑進行充分的交換； (2)將1-1Omg二茂鐵醛放入1-1Omg用二氯甲烷充分浸泡的IRM0F-3的1ml 二氯甲烷燒杯溶液中，靜靜放置7天； (3)7天后將上述燒杯放入真空干燥箱中減壓干燥一晚上以除去附在表明的客體分子后發(fā)現(xiàn):IRM0F-3由原來的琥珀色變?yōu)楹谏? (4)對上述材料進行元素分析和熱重，熒光，PXRD性能表征發(fā)現(xiàn):
IRM0F-3 的元素分析:C.35.42，H.1.85，N.5.17，0.25.58
IRM0F-3iFeCH0 的元素分析:C.26.55，H.1.25，N.2.94，0.17.80 約有2.87個二茂鐵醛分子進入IRM0F-3孔洞材料中，且在二茂鐵醛進入前后， IRM0F-3的結(jié)構(gòu)保持不變，熒 光峰發(fā)生藍移。
【文檔編號】C09K11/06GK104164228SQ201310207029
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月15日
【發(fā)明者】韓磊, 秦蘭, 劉松林, 余磊, 閆曉志 申請人:寧波大學(xué)