一種含錳雙核二維聚合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種含錳雙核二維聚合物及其制備方法。一種含錳雙核二維聚合物，化學(xué)式為C7H7NO6Mn，所述聚合物為單斜晶系， P21/c 空間群，晶胞參數(shù)為 a =11.525(4) ?， b =10.983(3) ?， c =8.372(5) ?， α = γ= 90 o， β =102.83(1) o， V=1049.18(4) ?3。本發(fā)明的二維聚合物易于制備，化學(xué)穩(wěn)定性好，在催化、氣體分離、分子識別、分子發(fā)光等領(lǐng)域有非常好的潛在的應(yīng)用前景。而且合成該二維聚合物采用的溶劑熱法有利于生長極少缺陷、取向好、完美的晶體，且制備方法簡單，無污染。
【專利說明】一種含錳雙核二維聚合物及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種含錳雙核二維聚合物及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在當(dāng)今，利用晶體工程原理，設(shè)計(jì)和合成新穎的二維聚合物成為無機(jī)化學(xué)和材料 化學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)方向之一，不僅是因?yàn)樗鼈冊诓牧项I(lǐng)域潛在應(yīng)用價(jià)值，更是因?yàn)?其迷人的骨架結(jié)構(gòu)和拓?fù)涿缹W(xué)特點(diǎn)。目前，合成配合物骨架最容易也最為有效的一種方法 就是選擇精心設(shè)計(jì)的多功能有機(jī)橋聯(lián)配體和過渡金屬或者稀土金屬離子或金屬簇在水熱 或者溶劑熱條件下進(jìn)行自主裝反應(yīng)。由剛性配體構(gòu)筑的二維聚合物，其骨架結(jié)構(gòu)相對比較 穩(wěn)定，在不同二維環(huán)境下基本不會(huì)發(fā)生顯著變化，因而更容易實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)控制。目前，對雜 環(huán)羧酸配體的研究大部分都集中在N-雜環(huán)羧酸類配體上，因?yàn)殡s環(huán)N原子比0原子和S 原子更易給出電子，能夠有效地參與二維。此外，這類配體還具有骨架穩(wěn)定，二維模式靈活 等特點(diǎn)能夠構(gòu)筑出多樣的具有新穎拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能的二維化合物。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有N-雜環(huán)羧酸類作為配體的含錳雙核 二維聚合物。
[0004] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述聚合物的制備方法。
[0005] -種含錳雙核二維聚合物，化學(xué)式為C7H7NO6Mn,所述聚合物為單斜晶系，/?/ c空間群，晶胞參數(shù)為 a=lL 525(4) A，/^10· 983(3) A，c-8. 372(5) A，=90 °， ^=102.83(1) °, V=1049. 18(4) A30
[0006] 進(jìn)一步的，在該聚合物中，錳原子采取六配位八面體的模式，每個(gè)錳原子分別與兩 個(gè)吡啶-3, 4-二羧酸上的三個(gè)0原子、兩個(gè)水分子中的0原子以及另外一個(gè)吡啶-3, 4-二 羧酸上的N原子配位。
[0007] -種含錳雙核二維聚合物的制備方法：將有機(jī)配體吡啶-3, 4-二羧酸和可溶性錳 鹽溶于乙腈和水的混合溶劑中，在室溫下攪拌形成混合液，然后將所述混合液在溶劑熱條 件下加熱反應(yīng)后緩慢降溫得到所述的二維聚合物。
[0008] 進(jìn)一步的，所述的加熱溫度為150°C ~170°C，加熱反應(yīng)時(shí)間為36~72小時(shí)。
[0009] 進(jìn)一步的，所述的降溫為2°C /小時(shí)~5°C /小時(shí)降至室溫。
[0010] 進(jìn)一步的，所述可溶性錳鹽為硝酸錳、氯化錳中的至少一種。
[0011] 進(jìn)一步的，所述吡啶_3, 4-二羧酸和可溶性錳鹽的摩爾比為1.8~2. 2:1~1. 2。
[0012] 進(jìn)一步的，所述吡啶_3, 4-二羧酸和可溶性錳鹽的摩爾比優(yōu)選為2:1。
[0013] 進(jìn)一步的，所述乙腈和水的體積比為3. 5~5:3。
[0014] 本發(fā)明具有如下有益效果： 本發(fā)明的二維聚合物易于制備，化學(xué)穩(wěn)定性好，在催化、氣體分離、分子識別、分子發(fā)光 等領(lǐng)域有非常好的潛在的應(yīng)用前景。而且合成該二維聚合物采用的溶劑熱法有利于生長極 少缺陷、取向好、完美的晶體，且制備方法簡單，無污染。
[0015]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的含錳雙核二維聚合物C7H7NO6Mn以金屬中心Mn的配位環(huán)境圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明的含錳雙核二維聚合物C7H7NO6Mn的二維結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明，實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式， 不是對本發(fā)明的限定。
[0019] 實(shí)施例1 將0. Immol有機(jī)配體批陡-3, 4-二羧酸和0. 05mmol硝酸猛溶于14mL乙腈和水的混 合溶劑中（乙腈和水的體積比為4:3)，在室溫下攪拌形成混合液，然后將所述混合液置入 25mL反應(yīng)釜中在溶劑熱160°C條件下加熱反應(yīng)72小時(shí)后以5°C /小時(shí)降至室溫得到所述的 二維聚合物，產(chǎn)率為53. 5% (基于Mn)。
[0020] 然后將上述聚合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。
[0021] 該聚合物的X射線衍射數(shù)據(jù)是在Bruker Smart Apex (XD面探衍射儀上，用MoKa 輻射（λ = 〇. 71073 A)，以ω掃描方式收集并進(jìn)行Lp因子校正，吸收校正使用SADABS程 序。用直接法解結(jié)構(gòu)，然后用差值傅立葉法求出全部非氫原子坐標(biāo)，并用理論加氫法得到氫 原子位置（C-H 1.083 Α)，用最小二乘法對結(jié)構(gòu)進(jìn)行修正。計(jì)算工作在PC機(jī)上用SHELXTL 程序包完成。聚合物晶體學(xué)參數(shù)見表1。結(jié)構(gòu)見圖1，圖2。
[0022] 表1.聚合物的晶體學(xué)參數(shù)與結(jié)構(gòu)解析 ?

【權(quán)利要求】
1. 一種含猛雙核二維聚合物，其特征在于：化學(xué)式為c 7H7N06Mn。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含錳雙核二維聚合物，其特征在于，所述聚合物為單斜 晶系，/%/c空間群，晶胞參數(shù)為 a=11.525(4) A，^10. 983(3) A，c-8. 372(5) A，ff=r=9〇 °，，=102.83(1) °，V=1049.18(4) A3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含錳雙核二維聚合物，其特征在于，在該聚合物中，錳原 子采取六配位八面體的模式，每個(gè)錳原子分別與兩個(gè)吡啶-3, 4-二羧酸上的三個(gè)0原子、兩 個(gè)水分子中的〇原子以及另外一個(gè)吡啶-3, 4-二羧酸上的N原子配位。
4. 權(quán)利要求1所述的一種含錳雙核二維聚合物的制備方法，其特征在于：將有機(jī)配體 吡啶-3, 4-二羧酸和可溶性錳鹽溶于乙腈和水的混合溶劑中，在室溫下攪拌形成混合液， 然后將所述混合液在溶劑熱條件下加熱反應(yīng)后緩慢降溫得到所述的二維聚合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含錳雙核二維聚合物的制備方法，其特征在于：所述的 加熱溫度為150°C ~170°C，加熱反應(yīng)時(shí)間為36~72小時(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含錳雙核二維聚合物的制備方法，其特征在于：所述的 降溫為2°C /小時(shí)~5°C /小時(shí)降至室溫。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含錳雙核二維聚合物的制備方法，其特征在于：所述可 溶性錳鹽為硝酸錳、氯化錳中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的的一種含錳雙核二維聚合物的制備方法，其特征在于：所述 吡啶-3, 4-二羧酸和可溶性錳鹽的摩爾比為1. 8~2. 2:1~1. 2。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種含錳雙核二維聚合物的制備方法，其特征在于：所述吡 啶-3, 4-二羧酸和可溶性錳鹽的摩爾比優(yōu)選為2:1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含錳雙核二維聚合物的制備方法，其特征在于：所述乙 腈和水的體積比為3. 5~5:3。
【文檔編號】C07F13/00GK104478937SQ201410681953
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】李博蘭 申請人:李博蘭