CN107337687A - 一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8‑的自组装多孔框架及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8‑的自组装多孔框架及其制备方法，是利用十元瓜环与[Cd4Cl16]8‑进行自组装形成三维多孔框架结构，所述自组装多孔框架的分子式为C60H222N40O92Cd4Cl18。本发明提供了一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8‑的新的自组装多孔框架，扩展了十元瓜环的研究；该自组装多孔框架可用于制备荧光材料、用作污染乙腈处理剂，具有用途广的特点；同时，本发明的制备是在盐酸中常温常压制备，具有制备方法简单、快速的特点；此外，还具有制备成本低的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于十元瓜环的自组装多孔框架及其制备方法，特别是一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-超分子自组装多孔框架的制备及制备方法。
背景技术
瓜环(Cucurbit[n]uril)，又称葫芦脲，(简称CB[n]或Q[n]),因结构似南瓜而得名，是继冠醚、环糊精、杯芳烃等大环化合物之后的又一类笼状主体化合物，从结构性质上来看，瓜环具有一个高度对称的疏水性空腔以及两端敞开且布满极性的羰基氧原子，这种结构上面的特征使其能在溶液状态下选择性的包结大小尺寸合适的有机、无机及生物分子等小分子又或是与带有偶极或离子型化合物在端口处发生亲水性配位作用，随着研究工作的深入进行，瓜环渐渐应用于有机合成，分子识别，纳米材料，催化，分离等方面。而十元瓜环作为瓜环合成过程中含量较低的产物，于2002年Day研究组以Q[5]@Q[10]形式首次报道，但因含量低，难分离等因素，限制了其的发展与应用。而将其应用于制备多孔框架未见报道。
同时，现目前的自组装多孔框架种类繁多，但或多或少都存在应用范围小、制备工艺复杂、制备成本高的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架及其制备方法。本发明提供了一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的新的自组装多孔框架，扩展了十元瓜环的应用；该自组装多孔框架可用于制备荧光材料、用作含有有机分子的乙腈溶液的处理剂，具有用途广的特点；同时，本发明的制备是在盐酸中常温常压制备，具有制备方法简单的特点；此外，还具有制备成本低的特点。
本发明的技术方案：一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架，是利用十元瓜环与[Cd4Cl16]8-进行自组装形成三维多孔框架结构，所述自组装多孔框架的分子式为C60H222N40O92Cd4Cl18。
前述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架，所述自组装多孔框架的结构式如附图1所示。
前述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架，所述自组装多孔框架在6-12M盐酸中制备。
一种前述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，包括如下步骤：
a.将十元瓜环加入盐酸中，震荡，使其溶解，得A品；
b.将CdCl2加入盐酸中，震荡，使其溶解，得B品；
c.将A品与B品混合，至不再产生白色沉淀，过滤即可得到十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架。
前述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，包括如下步骤：
a.将十元瓜环加入6-12M盐酸中，震荡，使其溶解，得A品；
b.将CdCl2加入6-12M盐酸中，震荡，使其溶解，得B品；
c.将A品与B品混合得混合液，调节混合液中十元瓜环与CdCl2的配比为1:4-20，至十元瓜环至不再产生白色沉淀，过滤即可得到十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架。
前述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，所述步骤a中，是将十元瓜环加入7-9M盐酸中；所述步骤b中，是将CdCl2加入7-9M盐酸中。
前述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，所述步骤a中，是将十元瓜环加入8M盐酸中；所述步骤b中，是将CdCl2加入8M盐酸中。
前述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，所述步骤c中十元瓜环与CdCl2的配比为1：8-12。
前述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，所述步骤c中十元瓜环与CdCl2的配比为1：10。
本发明的有益效果：
1、本发明通过将十元瓜环与[Cd4Cl16]8-按一定比例混合后制备出了一种新的自组装多孔框架，扩展了十元瓜环的研究；本自组装多孔框架可用于制备荧光材料、用作含有有机分子的乙腈溶液处理剂，具有用途广的有益效果。
2、本发明的制备过程是在盐酸体系中，常温常压下将两种原料按照一定的比例混合反应，然后过滤即可，制备方法简单，工艺条件简便、快速，且制备成本低廉。
附图说明
图1为本发明的自组装多孔框架的结构图；
图2为本发明的自组装多孔框架的结构图与晶体细节图(c轴方向)；
图3为本发明的自组装多孔框架的拓扑结构图示意图；
图4为本发明的自组装多孔框架的一个平行六面体笼单元的晶体结构图；
图5为一个十元瓜环与四个[Cd4Cl16]8-的作用模式细节图；
图6为四个十元瓜环与一个[Cd4Cl16]8-的作用模式细节图；
图7为通过十元瓜环与[Cd4Cl16]8-多孔框架结构的晶体模拟得到的XRD谱图与得到的白色沉淀的XRD谱图的对比。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1、一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-自组装多孔框架，分子式为C60H222N40O92Cd4Cl18，结构式如附图1所示，其制备方法具体如下：
a.将十元瓜环加入8M盐酸中，震荡，使其溶解，得A品；
b.将CdCl2加入8M盐酸中，震荡，使其溶解，得B品；
c.将A品与B品混合得混合液，调节混合液中十元瓜环与CdCl2的配比为1:10，至十元瓜环至不再产生白色沉淀，过滤即可得到十元瓜环与
[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架。
将上述自组装多孔框架加入芘甲胺盐酸盐的90％乙腈溶液中，摇晃，过滤可得到绿色固体荧光材料。
实施例2、一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-自组装多孔框架，分子式为C60H222N40O92Cd4Cl18，结构式如附图1所示，其制备方法具体如下：
a.将十元瓜环加入6M盐酸中，震荡，使其溶解，得A品；
b.将CdCl2加入6M盐酸中，震荡，使其溶解，得B品；
c.将A品与B品混合得混合液，调节混合液中十元瓜环与CdCl2的配比为1:4，至十元瓜环至不再产生白色沉淀，过滤即可得到十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架。
将上述自组装多孔框架加入芘甲胺盐酸盐的90％乙腈溶液中，摇晃，过滤可得到绿色固体荧光材料。
将上述自组装多孔框架加入罗丹明B的90％乙腈溶液中，摇晃，过滤可得到红色固体荧光材料。
将上述自组装多孔框架加入浴铜灵盐酸盐的90％乙腈溶液中，摇晃，过滤可得到蓝色固体荧光材料。
将上述红色固体荧光材料和绿色固体荧光材料混合调配可得橙色固体荧光材料；
将上述绿色固体荧光材料和蓝色固体荧光材料混合调配可得青色固体荧光材料；
将上述红色固体荧光材料和蓝色固体荧光材料混合调配可得紫色固体荧光材料；
将上述红色固体荧光材料、绿色固体荧光材料和蓝色固体荧光材料混合调配可得白色固体荧光材料。
实施例3、一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-自组装多孔框架，分子式为C60H222N40O92Cd4Cl18，结构式如附图1所示，其制备方法具体如下：
a.将十元瓜环加入12M盐酸中，震荡，使其溶解，得A品；
b.将CdCl2加入12M盐酸中，震荡，使其溶解，得B品；
c.将A品与B品混合得混合液，调节混合液中十元瓜环与CdCl2的配比为1:20，至十元瓜环至不再产生白色沉淀，过滤即可得到十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架。
将上述自组装多孔框架加入含有有机分子的乙腈中，可吸附乙腈中的污染有机分子，如罗丹明B，芘甲胺，浴铜灵，多菌灵，氧氟沙星，诺氟沙星，羟基香豆素，喹啉，硫黄素T，甲基蓝，丫啶橙，派洛宁，菲啰啉，萘酚，蒽，香豆素醛，吡啶乙烯，芘，芘醛。
Claims (9)
1.一种基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架，其特征在于：是利用十元瓜环与[Cd4Cl16]8-进行自组装形成三维多孔框架结构，所述自组装多孔框架的分子式为C60H222N40O92Cd4Cl18。
2.根据权利要求1所述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架，其特征在于：所述自组装多孔框架的结构式为：
3.根据权利要求1所述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架，其特征在于：所述自组装多孔框架在6-12M盐酸中制备。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a.将十元瓜环加入盐酸中，震荡，使其溶解，得A品；
b.将CdCl2加入盐酸中，震荡，使其溶解，得B品；
c.将A品与B品混合，至不再产生白色沉淀，过滤即可得到十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架。
5.根据权利要求4所述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a.将十元瓜环加入6-12M盐酸中，震荡，使其溶解，得A品；
b.将CdCl2加入6-12M盐酸中，震荡，使其溶解，得B品；
c.将A品与B品混合得混合液，调节混合液中十元瓜环与CdCl2的配比为1:4-20，至十元瓜环至不再产生白色沉淀，过滤即可得到十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架。
6.根据权利要求5所述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，是将十元瓜环加入7-9M盐酸中；所述步骤b中，是将CdCl2加入7-9M盐酸中。
7.根据权利要求5所述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，是将十元瓜环加入8M盐酸中；所述步骤b中，是将CdCl2加入8M盐酸中。
8.根据权利要求5所述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，其特征在于：所述步骤c中十元瓜环与CdCl2的配比为1：8-12。
9.根据权利要求5所述的基于十元瓜环与[Cd4Cl16]8-的自组装多孔框架的制备方法，其特征在于：所述步骤c中十元瓜环与CdCl2的配比为1：10。
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