一种锌配位聚合物及其刚果红复合物的制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种锌配位聚合物及其刚果红复合物的制备方法和用途。具体而言，本发明专利技术的锌配位聚合物为阴阳离子对型配位聚合物，其化学式为[Zn(1,2,3-BTA)(H2O)]·(H2L)0.5·2H2O，其中联苯三甲酸简写为1,2,3-H3BTA，式中1,2,3-BTA表示联苯三甲酸的负三价酸根；N,N’-二(吡啶-3-基)丁二酰胺简写为L，式中H2L表示N,N’-二(吡啶-3-基)丁二酰胺结合两个质子后形成的正二价阳离子。该锌配位聚合物与刚果红形成的复合物的化学式为[Zn(1,2,3-BTA)(H2O)]·(H2L)0.5·0.75CR·6H2O，其中CR表示刚果红分子。本发明专利技术在溶剂热条件下制备了锌配位聚合物，其在水中结构稳定，并且对刚果红具有很好的选择性及较大的吸附量，可以作为生产光伏电池的原材料使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配位化学领域，涉及一种锌配位聚合物及其刚果红复合物的制备方法 和用途，具体涉及一种以1，2, 3-苯三甲酸，N，N' -二（吡啶-3-基）丁二酰胺为配体的锌 配位聚合物，其与刚果红的复合物，其制备方法，及其在制备光伏电池中的用途。
技术介绍
有机染料广泛应用于塑料、造纸、纺织等行业，富含有机染料的工业废水造成了严 重的环境污染，危害着人类健康。如何从工业废液中高效快速地去除有机染料，并加以利 用、变废为宝，是一项十分重要的课题。 目前，针对富含有机染料的废液的处理方法主要有降解和吸附等。降解途径主要 使用光敏催化剂，使染料降解为二氧化碳和水，从而净化水质；吸附途径主要使用吸附剂， 利用其孔洞和较大的比表面积，经过电荷吸引或离子交换的过程对染料进行吸附分离，并 用合适的溶剂将其洗脱，从而实现染料的循环再利用。目前，使用较为广泛的吸附剂有活性 炭、木材等。但是这些吸附剂的吸附量一般较小且不具有选择性，吸附后作为复合物材料再 利用的例子尚缺乏研宄。 近来，金属有机框架（Metal-Organic Framework，M0F)结构在染料吸附和分离中 的应用引起了大家的关注。该方法的主要原理如下：利用金属有机框架结构较大的比表面 以及所含官能团与染料分子的电荷吸引、氢键或π -31堆积等相互作用选择性地吸附染料 分子，从而达到分离染料的目的。与其他吸附剂相比，配位聚合物可以通过调节其孔洞尺 寸以及有机配体中官能团的给电子和吸电子能力有效地实现快速、大量、有选择性地吸附， 并且可以循环利用。其中，孙忠明课题组报道了一种配位聚合物吸附甲基蓝的应用（参见 Fei-Yan Yi, Wei Zhu, Song Dang, Jian-Ping Li, Dai ffu, Yun-hui Li, Zhong-Ming Sun,泛6??. Cb遞μ//?.，2015，51，pp3336_3339)。但是，文章中仅对染料吸附分离的选择 性和效果进行了研宄，而并未对吸附后的配位化合物和染料复合物的性质进行探讨。 因此，设计并合成一种吸附选择性高、效果好的配位聚合物，用以吸附废液中的染 料，并对该配位聚合物及其吸附染料后形成的复合物进行光电性质方面的研宄具有十分重 要的意义。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术的目的在于提供一种锌配位聚合物，该锌配位聚合物的制 备方法，该锌配位聚合物与刚果红的复合物，该复合物的制备方法及其用途。 为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案： 一方面，本专利技术提供了一种锌配位聚合物，其为由锌、联苯三甲酸（hemimellitic acid)、N，Ν' -二（P比啶-3-基）丁二酰胺（N，Ν' _di (pyridine-3-yl) succinamide)和水 组成的阴阳离子对型配位聚合物，其分子式为C16H17N 2OltlZn,其化学式为 · (H2L)tl5 · 2H20,其中： 所述联苯三甲酸(又名1，2,3-苯三甲酸）简写为1，2,3-H3BTA，化学式中的1，2,3-BTA 表示联苯三甲酸的负三价酸根； 所述Ν，Ν' -二（吡啶-3-基）丁二酰胺(又名Ν，Ν' -二（吡啶-3-基）琥珀酰胺）简 写为L，化学式中的H2L表示Ν，Ν'-二（吡啶-3-基）丁二酰胺结合两个质子后形成的正 二价阳离子。 另一方面，本专利技术提供了上述锌配位聚合物的制备方法，其包括下列步骤： (1) 按照二水合醋酸锌：联苯三甲酸：Ν，Ν'-二（吡啶-3-基）丁二酰胺=1~3:1~3:1 的摩尔比，将上述反应物加入到反应容器中，封闭反应容器后，将反应体系于100~150°C反 应1~3天； (2) 反应结束后，将反应体系冷却至室温，得到晶体； (3) 将步骤（2)中得到的晶体过滤、洗涤并干燥，得到锌配位聚合物。 在一项优选的实施方案中，步骤（1)中所述二水合醋酸锌、联苯三甲酸、N，N' -二 (吡啶-3-基）丁二酰胺之间的摩尔比为2:2:1。 在一项优选的实施方案中，步骤（1)中所述反应容器为耐热反应釜。 在一项优选的实施方案中，步骤（1)中所述反应体系还包含碱溶液。 优选的，在上述方案中，所述碱溶液作为缚酸剂使用，优选氢氧化钠、氢氧化钾、碳 酸钠和碳酸钾中任意一种的水溶液，更优选氢氧化钠水溶液。 优选的，在上述方案中，所述氢氧化钠水溶液的摩尔浓度为0. 005~0. 02M，优选 0.0 lMo 在一项优选的实施方案中，步骤（1)中所述反应的温度为120°c，时间为2天。 在一项优选的实施方案中，步骤（2)中所述冷却采用程序降温法，其冷却速度为 5~10°C /小时，优选5°C /小时。 在一项优选的实施方案中，步骤（3)中所述洗涤采用水或乙醇来完成。 在一项优选的实施方案中，步骤（3)中所述干燥为真空干燥，干燥温度为50°C。 又一方面，本专利技术提供了一种锌配位聚合物和刚果红的复合物，其为由上述锌 配位聚合物、刚果红（Congo Red，CR)和水形成的复合物，其化学式为 · (H2L) ο』·〇· 75CR · 6H20,其中： 化学式中的1，2, 3-BTA和H2L如上所述，CR表示刚果红分子。 再一方面，本专利技术提供了上述锌配位聚合物和刚果红的复合物的制备方法，其包 括下列步骤：按照锌配位聚合物：刚果红=1:0. 5~1的摩尔比，将锌配位聚合物加入到含有 刚果红的废液中，于200~500rpm下搅拌90~150分钟，将产生的沉淀进行过滤、洗涤并干燥， 得到锌配位聚合物和刚果红的复合物。 在一项优选的实施方案中，所述锌配位聚合物可以预先经过研磨，再加入到所述 含有刚果红的废液中。 优选的，在上述方案中，所述研磨的时间为0. 5~2小时，优选1小时。 在一项优选的实施方案中，所述含有刚果红的废液中刚果红的浓度为0.5~2 g/L， 优选lg/L。 优选的，在上述方案中，所述刚果红为棕红色粉末，其化学名为3, 3'--4, 4' -基双（偶氮）]双（4-氨基萘-1-磺酸）二钠，其分子式为C32H22N6Na 2O6S2，其结 构式如下所示：【主权项】1. 一种锌配位聚合物，其为由锌、联苯三甲酸、N，N'-二（吡啶-3-基）丁二酰胺和 水组成的阴阳离子对型配位聚合物，其分子式为C 16H17N2OltlZn,其化学式为 ? (H2L)tl5 ? 2H20,其中： 所述联苯三甲酸简写为1，2, 3-H3BTA，化学式中的1，2, 3-BTA表示联苯三甲酸的负三价 酸根； 所述N，N' -二（吡啶-3-基）丁二酰胺简写为L，化学式中的H2L表示N，N' -二（吡 啶-3-基）丁二酰胺结合两个质子后形成的正二价阳离子。2. -种根据权利要求1所述的锌配位聚合物的制备方法，其包括下列步骤： 1) 按照二水合醋酸锌：联苯三甲酸：N，N' -二（吡啶-3-基）丁二酰胺=1~3:1~3:1 的摩尔比，将上述反应物加入到反应容器中，封闭反应容器后，将反应体系于100~150°C反 应1~3天； 2) 反应结束后，将反应体系冷却至室温，得到晶体； 3) 将步骤2)中得到的晶体过滤、洗涤并干燥，得到锌配位聚合物。3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于： 步骤1)中所述二水合醋酸锌、联苯三甲酸、N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌配位聚合物，其为由锌、联苯三甲酸、N,N’‑二(吡啶‑3‑基)丁二酰胺和水组成的阴阳离子对型配位聚合物，其分子式为C16H17N2O10Zn，其化学式为[Zn(1,2,3‑BTA)(H2O)]·(H2L)0.5·2H2O，其中：所述联苯三甲酸简写为1,2,3‑H3BTA，化学式中的1,2,3‑BTA表示联苯三甲酸的负三价酸根；所述N,N’‑二(吡啶‑3‑基)丁二酰胺简写为L，化学式中的H2L表示N,N’‑二(吡啶‑3‑基)丁二酰胺结合两个质子后形成的正二价阳离子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郎建平，吴冰，张文华，任志刚，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32