【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可通过光作用使金属有机框架材料产生变异的材料，及这个材料的相关制备方法与其应用。
技术介绍
1、金属有机框架材料mof孔道大小之间存在差异，大孔径下更快的传质动力学导致金属离子在内部的滞留时间大大缩短，不利于配位过程的发生；而过小的孔径则会不利于目标物质的进入，无法充分利用mofs拓扑结构内更为丰富的活性位点。基于这一原因，材料为达到捕获铀的目的，先决条件则是孔道尺寸与[uo2(co3)3]4-之间的精准匹配，从而在当前空间下形成热力学层面最稳定的构象。因此，如何在动态条件下改变其形态以确定最优孔道尺寸，或许是基于空间配位设计实现特定用途的方案。解决这一问题对金属有机框架材料mof的应用有重要意义。
2、以提铀为例，除在陆地尽可能勘探更多铀矿以外，开展非常规铀资源的富集研究具有重要的战略意义。海水中铀的总储量达42.9亿吨，是陆地铀矿的近1000倍，在某种程度上讲，相当于对核电发展有着取之不尽用之不竭的供应储备。但由于水体背景盐度高且铀的相对浓度极低（为3 ppb），从海水中提取铀这一构想极具挑战性。因此，该领域的研究者们致力于打破选择性、材料重复利用率、提取成本与处理量以及材料动力学等一系列技术壁垒，开发可行的铀提取技术。
3、吸附法是研究最为广泛且系统的海水提铀方法。为了提高海水中铀的吸附能力，各种类型吸附材料的开发目前已经取得了重大进展，包括合成有机聚合物型吸附剂，特异性蛋白质基吸附剂、离子液体以及有机-无机框架吸附材料等。然而，上述吸附剂尽管在实验室条件下所进行的静态吸附实验中表
4、对于海水中以[uo2(co3)3]4-形式存在的铀而言，与其产生竞争配位作用的钒物种[h2vo4]-之间存在着明显的尺寸差异，为实现铀钒之间的分离提供了可能性。mofs材料得益于其丰富的比表面积与内部独特的孔道结构，在拥有良好传质性能的同时，提供了大量能够与其中功能基团发生配位作用的局域受限几何空间，而这一特点也为实现客体物质的特异性捕获创造了得天独厚的条件。
5、mof孔道大小之间存在差异，大孔径下更快的传质动力学导致金属离子在内部的滞留时间大大缩短，不利于配位过程的发生；而过小的孔径则会不利于目标物质的进入，无法充分利用mofs拓扑结构内更为丰富的活性位点。基于这一原因，材料为达到捕获铀的目的，先决条件则是孔道尺寸与[uo2(co3)3]4-之间的精准匹配，从而在当前空间下形成热力学层面最稳定的构象。因此，如何在动态条件下确定最优孔道尺寸，或许是基于空间配位设计实现铀钒分离的唯一方案。
6、如何解决海水提铀的吸附剂材料因选择性较差而无法在复杂的海洋环境中实现对痕量铀的精准捕获这一问题，是一个重要的课题。
技术实现思路
1、本专利技术的提供具有光致异构能力的金属有机框架材料，同时提供这类材料中的一种可具体应用于海水提取铀的材料，及应用，并提供与光致异构能力的金属有机框架材料有关的光开关分子—二芳基乙烯单体的制备方法。
2、本专利技术的具有光致异构能力的金属有机框架材料将光响应的光开关分子接枝于金属有机框架材料内部。
3、优选地，本专利技术的具有光致异构能力的金属有机框架材料所述的光开关分子为二芳基乙烯相关衍生物，或者是二芳基乙烯单体。
4、本专利技术的一种可用于提取海水中铀的具有光致异构能力的金属有机框架材料所述的金属有机框架材料是zif-60或zif-70。
5、本专利技术的二芳基乙烯单体制备方法是：
6、1）将清除氧的容器温度调节为-15-5℃，在搅拌条件下将足量的alcl3加入100 ml二氯甲烷中，以每秒半滴的滴加速度同时添加1.8 ml的吡啶和5.076 ml的2,5-二甲基噻吩，然后使用相同滴速添加2.285 ml的草酰氯，再将反应温度调整为-10 ℃并保持4小时。反应结束后升高体系温度到0 ℃时，将250 ml的去离子水分多次添加到反应容器中，将得到的混合物分离出有机层，用氯仿萃取水层，然后将分离的有机相混合，用去离子水中和，然后依次用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液洗涤，再用无水硫酸钠干燥有机相后，减压过滤得到红棕色液体，蒸发浓缩后用体积比为10:1的正己烷和乙酸乙酯的混合溶液，通过硅胶柱色谱法分离杂质。此即，光开关中间体1,2-双-（2,5-二甲基噻吩-3-基）-乙二酮；
7、2）向反应容器中加入25 ml冰乙酸，然后在搅拌条件下加入2.875g的乙酸铵，当溶液澄清透明时，加入450 mg前一步骤中所获得的光开关中间体，并将其均匀分散在整个系统中，将反应体系在90 ℃下保持回流48小时，逐滴加入0.9 ml的甲醛溶液，反应结束时，将系统冷却至室温，并加入45 ml去离子水，再用naoh溶液将体系中和至ph为7，使用二氯甲烷分步萃取有机相后，用饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液依次洗涤有机相后使用无水硫酸钠进行干燥，减压过滤得到橙色溶液，通过旋蒸浓缩得到的反应物，直至有灰白色晶体析出，向体系中加入少量甲基叔丁基醚并煮沸，快速减压过滤，得到最终产物二芳基乙烯。
8、本专利技术的可用于提取海水中铀的具有光致异构能力的金属有机框架材料制备方法是将100 mg二芳基乙烯分散于60 ml甲醇溶液中，以1.35-2倍的光开关分子投料质量当量加入基体zif-70或zif-60固体粉末，最佳加入量为1.5倍，搅拌使其均匀分散。在110℃下充分反应，将所得产物使用dmf与甲醇交替洗涤三次，真空干燥即得最终产物。
9、本专利技术的具有光致异构能力的金属有机框架材料可用于吸咐海水中的铀。
10、作为复合材料的基体，金属有机框架材料作为（mofs）是一类集高比表面积、良好的孔隙率、优异的孔结构于一身的周期性拓扑结构框架材料，被广泛应用于气体分离、催化剂、光学材料以及药物递送等多方面研究领域。而对于复合材料功能性的来源方面，二芳基乙烯作为一类典型的具有紫外-可见光响应的光开关分子，通过溶剂辅助连接体交换的方式被接枝于材料内部，在替换mofs骨架上固有的咪唑基团同时进一步缩小了孔径。在外界光源的辐照作用下，复合材料中所接枝的二芳基乙烯分子能够实现可逆的开环-闭环过程。伴随着其自身配位能力发生变化的同时，材料孔径同样发生了改变，因而能够在几何层面上实现与铀物种尺寸间的匹配，使其被截留在孔道内部，而这样的限域条件也为光开关与铀的配位过程提供了更加明确的空间取向，体现了空间效应-配位作用协同配合下的优越性，一定程度上也解释了传统平面配位过程无法实现铀钒分离的根本原因。综上所述，本专利技术中所构筑zifs基光致异构金属有机框架材料可以实现在复杂海水溶液体系中精准捕获铀，同时具备优异的吸附容量，得益于二芳基乙烯光开关的稳定性，复合材料能够在对应异构态本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有光致异构能力的金属有机框架材料，其特征是将光响应的光开关分子接枝于金属有机框架材料内部。
2.根据权利要求1所述的具有光致异构能力的金属有机框架材料，其特征在于所述的光开关分子为二芳基乙烯相关衍生物。
3.根据权利要求1所述的具有光致异构能力的金属有机框架材料，其特征在于所述的光开关分子为二芳基乙烯单体。
4.根据权利要求2或3所述的具有光致异构能力的金属有机框架材料，其特征在于所述的金属有机框架材料是ZIF-60或ZIF-70。
5.二芳基乙烯单体制备方法，其特征在于：
6.一种权利要求4所述的具有光致异构能力的金属有机框架材料制备方法，其特征在于将100 mg二芳基乙烯分散于60 mL甲醇溶液中，以1.35-2倍的光开关分子投料质量当量加入基体ZIF-70或ZIF-60固体粉末，搅拌使其均匀分散。在110℃下充分反应，将所得产物使用DMF与甲醇交替洗涤三次，真空干燥即得最终产物。
7.根据权利要求6所述的具有光致异构能力的金属有机框架材料制备方法，其特征在于以光开关投料质量1.5倍加入基体ZI
8.权利要求4所述具有光致异构能力的金属有机框架材料用吸咐海水中的铀。
...【技术特征摘要】
1.一种具有光致异构能力的金属有机框架材料，其特征是将光响应的光开关分子接枝于金属有机框架材料内部。
2.根据权利要求1所述的具有光致异构能力的金属有机框架材料，其特征在于所述的光开关分子为二芳基乙烯相关衍生物。
3.根据权利要求1所述的具有光致异构能力的金属有机框架材料，其特征在于所述的光开关分子为二芳基乙烯单体。
4.根据权利要求2或3所述的具有光致异构能力的金属有机框架材料，其特征在于所述的金属有机框架材料是zif-60或zif-70。
5.二芳基乙烯单体制备方法，其特征在于：
6.一...
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