【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于晶体材料制备，具体涉及一种氢键型铝氧簇合物及其宏量制备方法与应用。
技术介绍
1、铝是地壳中含量最丰富的金属元素，铝基材料在环境化学、地球化学、生物化学领域都有着广泛的应用。但要获得明确的结构信息，研究、理解材料结构-性能之间的构效关系还是比较困难。因此设计具有原子级精确结构的晶态铝氧团簇是至关重要的，由于al3+的极易水解造成铝氧团簇的发展受到一定的限制，结构的种类也比较少。
2、现有技术中，由配体与金属离子通过自组装形成的配位金属簇合物已经有大量的报道，但通过有机配体上的氢键供-受体形成的氢键型簇合物在铝离子配位化学中还没有相关研究。因此开发氢键型铝氧簇合物的合成方法、丰富结构类型并探索其潜在的应用就显得尤为重要。
技术实现思路
1、为了实现上述目的，本专利技术提供一种氢键型铝氧簇合物及其宏量制备方法与应用，所述铝氧簇合物是首例氢键型铝氧簇合物。所述铝氧簇合物的制备方法简单高效，并且可以实现宏量制备，符合绿色环保要求。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种氢键型铝氧簇合物，所述铝氧簇合物的分子式为：
4、al8(μ2-oh)4(a)12(b)8·2c
5、其中，μ2-oh代表二连接的oh；
6、a相同或不同，彼此独立地选自未取代或被取代基取代的c1-c40有机酸的残基；
7、b相同或不同，彼此独立地选自c1-c40有机醇的残基；
8、c相同或不同，彼此独立地选自游离
9、根据本专利技术的实施方案，所述铝氧簇合物是氢键型铝氧簇合物。本专利技术的簇合物内具有十分丰富的空腔。
10、根据本专利技术的实施方案，所述氢键型铝氧簇合物中，所述μ2-oh、a、b和al构成氢键型铝氧簇合物。本专利技术中，所述氢键型铝氧簇合物具备8个铝原子，外围有12个配体a外，还有2个游离的客体分子。
11、根据本专利技术的实施方案，μ2-oh代表2个al与羟基中的2-配位的o原子形成桥联配位。
12、根据本专利技术的实施方案，所述a相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的c1-c12有机酸的残基；优选地，所述a相同或不同，彼此独立地选自异烟酸的残基或含取代基的异烟酸的残基中的至少一种。优选地，所述a选自异烟酸的残基或含3位取代基的异烟酸的残基。
13、根据本专利技术的实施方案，所述“取代基”为本领域的常规取代基，例如选自羟基、c1-6烷基、c1-6烷氧基、氨基、硝基、羧基、苯基、卤素，优选为羟基、甲基、氨基或卤素，更优选为氨基。所述卤素例如为f、cl、br或i。
14、根据本专利技术的实施方案，所述b相同或不同，彼此独立地选自含1-40个碳原子有机醇化合物的残基；优选地，选自含有1-12个碳原子有机醇化合物的残基；优选地，选自含有1-6个碳原子有机醇化合物的残基；优选地，选自含1-4个碳原子的有机醇化合物的残基；更优选地，选自含1-3个碳原子的有机醇化合物的残基；进一步优选地，选自含1-2个碳原子的有机醇化合物的残基。
15、根据本专利技术的实施方案，所述b相同或不同，彼此独立地选自乙醇的残基、正丙醇的残基、正丁醇的残基、异丙醇的残基、叔丁醇的残基、仲丁醇的残基、乙二醇的残基、苯甲醇的残基、苯酚的残基、1,5-戊二醇的残基中的至少一种；优选为正丁醇、正丙醇或乙醇的残基。
16、根据本专利技术的实施方案，所述客体分子选自硝酸根、硫酸根、磷酸根、水分子、卤素离子中的至少一种；优选地，所述c为水分子，来源于反应体系中酸和醇的酯化反应产生的水分子，或来源于溶剂中含有的水。
17、根据本专利技术的实施方案，所述氢键型铝氧簇合物为纯相的正方体块状晶态物，例如所述晶态物为浅黄色。
18、根据本专利技术的实施方案，所述氢键型铝氧簇合物为有机-无机杂化化合物。
19、根据本专利技术的实施方案，所述氢键型铝氧簇合物的晶态物的簇核尺寸为例如为或
20、根据本专利技术的实施方案，所述氢键型铝氧簇合物的晶态物具有对称结构。
21、根据本专利技术的实施方案，所述氢键型铝氧簇合物的分子式为：
22、al8(μ2-oh)4(a)12(b)8·2c
23、其中，所述a为3-氨基异烟酸的残基；b为正丁醇的残基，或正丙醇的残基，或乙醇的残基；c为水分子。
24、需要说明的是，本专利技术中，所述的残基是指有机酸去掉全部羧基上的氢后残留的基团，或者为有机醇去掉全部羟基上的氢后残留的基团。
25、根据本专利技术示例性的实施方案，所述铝氧簇合物的分子式为al8c104n24o38h140、al8c96n24o38h124、al8c88n24o38h108，将所述al8c104n24o38h140记为氢键型铝氧簇合物a，所述al8c96n24o38h124记为氢键型铝氧簇合物b，所述al8c88n24o38h108记为氢键型铝氧簇合物c。
26、根据本专利技术的实施方案，所述al8c104n24o38h140的晶系为立方晶系，空间群为i432，晶胞参数a为b为c为α为90°，β为90°，γ为90°，v为
27、根据本专利技术的实施方案，所述al8c104n24o38h140的相对分子质量mr为2550.21。
28、根据本专利技术的实施方案，所述al8c104n24o38h140具有基本上如图1所示的晶体结构。
29、根据本专利技术的实施方案，所述al8c104n24o38h140具有基本上如图2所示的立方笼状的堆积结构。
30、根据本专利技术的实施方案，所述al8c104n24o38h140具有基本上如图4所示的x射线粉末衍射图。
31、根据本专利技术的实施方案，所述al8c104n24o38h140的晶体参数如表1所示：
32、表1
33、
34、根据本专利技术的实施方案，所述al8c96n24o38h124的晶系为立方晶系，空间群为i432，晶胞参数a为b为c为α为90°，β为90°，γ为90°，v为
35、根据本专利技术的实施方案，所述al8c88n24o38h108的晶系为立方晶系，空间群为i432，晶胞参数a为b为c为α为90°，β为90°，γ为90°，v为
36、本专利技术还提供上述氢键型铝氧簇合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：将铝盐、有机酸、有机醇、有机酰胺混合，进行溶剂热反应，即得到所述氢键型铝氧簇合物。
37、根据本专利技术的实施方案，所述方法具体包括以下步骤：
38、1)将所述铝盐、有机酸、有机醇、有机酰胺混合，进行溶剂热反应，得到混合物；
39、2)对步骤1)反应后得到的混合物进行分离，得到的晶态物即为氢键型铝氧簇合物。
40、根据本专利技术的实施方案，所述铝盐为铝离子与醇脱去醇羟基上的氢后形成的化合物。
41、根据本专利技术的实施方案，所述铝盐选自乙醇铝、叔丁醇铝、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述铝氧簇合物的分子式为：
2.根据权利要求1所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述氢键型铝氧簇合物具备8个铝原子，外围有12个配体A外，还有2个游离的客体分子。
3.根据权利要求1或2所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述A相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的C1-C12有机酸的残基。
4.根据权利要求1-3任一项所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述氢键型铝氧簇合物为纯相的正方体块状晶态物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述铝氧簇合物的分子式为Al8C104N24O38H140、Al8C96N24O38H124或Al8C88N24O38H108。
6.根据权利要求1-5任一项所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述Al8C96N24O38H124的晶系为立方晶系，空间群为I432，晶胞参数a为b为c为α为90°，β为90°，γ为90°，V为
7.权利要求1-6任一项所述的氢键型铝氧簇合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括
8.根据权利要求7所述的氢键型铝氧簇合物的制备方法，其特征在于，所述铝盐选自乙醇铝、叔丁醇铝、异丁醇铝、正丁醇铝、正丙醇铝和异丙醇铝中的至少一种。
9.根据权利要求7或8所述的氢键型铝氧簇合物的制备方法，其特征在于，所述铝盐与所述有机酸的摩尔比为1:(0.01-5)。
10.根据权利要求1-5任一项所述的氢键型铝氧簇合物的应用，其特征在于，用于气体的吸附、药物负载、催化合成。
...【技术特征摘要】
1.一种氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述铝氧簇合物的分子式为：
2.根据权利要求1所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述氢键型铝氧簇合物具备8个铝原子，外围有12个配体a外，还有2个游离的客体分子。
3.根据权利要求1或2所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述a相同或不同，彼此独立地选自取代或未取代的c1-c12有机酸的残基。
4.根据权利要求1-3任一项所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述氢键型铝氧簇合物为纯相的正方体块状晶态物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的氢键型铝氧簇合物，其特征在于，所述铝氧簇合物的分子式为al8c104n24o38h140、al8c96n24o38h124或al8c88n24o38h108。
6.根据权利要求1-5任一项所述的氢键型铝氧簇合...
【专利技术属性】
技术研发人员：方伟慧，罗丹，张健，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：
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