具有电催化性能的双层金属冠醚型配合物、制备方法及应用

    专利2024-12-16  14


    本发明属于稀土配合物制备,涉及一种具有电催化性能的双层金属冠醚型配合物、制备方法及应用。


    背景技术:

    1、冠醚是最早由人工合成的大环化合物,具有多个重复醚基,标志着超分子化学的产生。其丰富的电子和孔道可调控、结构柔性、易于变化和多种运动等特点(chem.soc.rev.,2017,46(9),2459-2478)。使其在超分子体系中发挥重要作用。冠醚环中的氧原子数目较多,可以利用其配位与配位作用,根据冠醚的空穴大小,对不同形状、不同尺寸的目标分子进行选择性的包合。金属冠醚(metallacrown)是一种具有创新性孔道结构的功能性大环超分子,展现出广泛的应用前景。该体系由不同的金属离子和有机配体组成,其中金属冠醚环上的金属离子能与配体上的n、o、s等供体功能基团产生相互作用。自1989年pecoraro、lah等人首次在国际上公布金属冠醚的结构以来(j.am.chem.soc,1989,111(18),7258-7259),引起了国际上的广泛关注和研究。人们已合成了一系列结构新颖、性质独特的金属冠醚配合物。金属冠醚型配合物在医药、水处理、磁性材料、电催化材料等新型功能材料领域有着重要的应用(advfunctmater,2021,31(2),2002578)。


    技术实现思路

    1、本发明目的在于提供一种双层金属冠醚型配合物、制备方法及应用,为金属冠醚型配合物作为电催化材料的制备提供思路。

    2、本发明提供的技术方案如下:

    3、一种双层金属冠醚型配合物,所述双层金属冠醚型配合物具有电催化的性能,所述的双层金属冠醚型配合物属于四方晶系,分子式为{yiiinai[12-mcsha,mn(iii)-4](h2o)4}2(ip)4(h3sha=水杨基肟酸,h2ip=间苯二甲酸),空间群是i4。晶胞参数是:α=90°,β=90°,γ=90°,

    4、一种上述双层金属冠醚型配合物的制备方法,包括:将有机配体h3sha、y(cf3so3)3、nahco3以及h2ip按照一定比例溶解在dmf溶液中,用磁力搅拌器搅拌。将mn(oac)2加入到c2h5oh溶液中,使用超声仪器将其加速溶解,将配制溶液加入到之前的溶液中,再将此混合溶液继续搅拌,即可得到深棕色块状晶体的目标配合物1。

    5、双层金属冠醚型配合物的合成路线如下式所示:

    6、

    7、上式中,配合物1为{yiiinai[12-mcsha,mn(iii)4](h2o)4}2(ip)4。

    8、进一步地,上述的配合物制备方法中,有机配体h3sha、y(cf3so3)3、nahco3、h2ip和mn(oac)2的摩尔比为4:1:16:2:4。

    9、进一步地,上述的配合物制备方法中,每0.1mmolh3sha应加入的dmf的量为3ml,每0.1mmol的mn(oac)2应加入c2h5oh的量为2ml。

    10、本发明还提供了一种上述的双层金属冠醚型配合物或上述制备方法制备得到的双层金属冠醚型配合物在制备电催化材料的应用。

    11、与现有技术相比,本发明采取常温挥发法的合成策略,得到一例具有电催化性能的双层金属冠醚型配合物,制备方法简单,原料易得,可应用于电催化材料的制备。



    技术特征:

    1.一种具有电催化性能的双层金属冠醚型配合物,其特征在于,所述双层金属冠醚型配合物属于四方晶系,分子式为{yiiinai[12-mcsha,mn(iii)-4](h2o)4}2(ip)4,空间群是i4,晶胞参数是:α=90°,β=90°,γ=90°,

    2.一种权利要求1所述的双层金属冠醚型配合物的制备方法,其特征在于,将有机配体h3sha、y(cf3so3)3、nahco3以及h2ip混合溶解在dmf溶液中,之后加入mn(oac)2和乙醇,搅拌后过滤,转移至烧杯中静置,即可得到深棕色块状晶体,即所述双层金属冠醚型配合物。

    3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,有机配体h3sha、y(cf3so3)3、nahco3、h2ip和mn(oac)2的摩尔比为4:1:16:2:4。

    4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,每0.1mmol的有机配体h3sha应加入的dmf的量为3ml,每0.1mmol的mn(oac)2应加入乙醇的量为2ml。

    5.权利要求1所述的双层金属冠醚型配合物或权利要求2-4任一项所述的制备方法制备得到的双层金属冠醚型配合物在制备电催化材料的应用。


    技术总结
    本发明属于稀土‑过渡配合物制备技术领域,公开一种具有电催化性能的双层金属冠醚型配合物、制备方法及应用。本发明提供的制备方法为:将有机配体H<subgt;3</subgt;sha、Y(CF<subgt;3</subgt;SO<subgt;3</subgt;)<subgt;3</subgt;、NaHCO<subgt;3</subgt;、以及H<subgt;2</subgt;ip按照一定比例溶解在DMF溶液中,用磁力搅拌器搅拌30分钟。将Mn(OAc)<subgt;2</subgt;加入到C<subgt;2</subgt;H<subgt;5</subgt;OH溶液中,使用超声仪器将其加速溶解,将配制溶液加入到之前的溶液中,再将此混合溶液继续搅拌9小时,过滤,转移至烧杯中静置两周,即可得到深棕色块状晶体。所述深棕色块状晶体为双层金属冠醚型配合物,具有电催化性能,可应用于电催化材料的制备。

    技术研发人员:王金,徐航,孙程远,王窦尊,郑祺,崔会会,王淼,孙同明,孙广平
    受保护的技术使用者:南通大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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