本發(fā)明屬于新材料，具體的涉及一種鋯基配合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、低碳烴是全球石化工業(yè)大宗基礎(chǔ)化學(xué)品，乙炔(c2h2)作為一種重要的工業(yè)氣體，是生產(chǎn)聚酯塑料、合成橡膠等工業(yè)產(chǎn)品的主要原料。目前，乙炔主要來(lái)自天然氣的部分氧化和烴類(lèi)化合物的熱裂解，產(chǎn)物中不可避免地混入二氧化碳、甲烷等雜質(zhì)。乙炔的提純是工業(yè)生產(chǎn)中不可避免的步驟，目前的分離技術(shù)主要依靠低溫精餾，乙炔和二氧化碳兩種氣體的物理化學(xué)性質(zhì)十分相似，這種分離方法效率低且成本高。因此，如何實(shí)現(xiàn)低能耗獲取低碳烴是亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題。
2、隨著晶體工程和結(jié)構(gòu)化學(xué)的快速發(fā)展，以金屬有機(jī)籠(metal-organic?cages，簡(jiǎn)稱(chēng)moc)材料為代表的新型多孔材料在制備與性能方面不斷取得突破，基于孔道尺寸/形狀和孔表面的精準(zhǔn)調(diào)控，可實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜體系中特定組分的高選擇性分子辨識(shí)分離。骨架可修飾，孔道可調(diào)節(jié)以及易于溶液加工等特性的moc應(yīng)用在吸附分離領(lǐng)域正成為廣大科研工作者的研究熱點(diǎn)。在眾多研究中，針對(duì)低碳烴分離的moc研究較少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題，提供一種針對(duì)低碳烴氣體有效分離的多孔材料鋯基配合物。
2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
3、一種鋯基配合物，結(jié)構(gòu)單元為{[cp3zr3(μ3-o)(μ2-oh)3]4(l1)3(l2)3}，其中，zr為四價(jià)鋯離子，l1代表bdc-ethenyl(2-乙烯基對(duì)苯二甲酸)配體，l2代表bdc-nh2(2-氨基對(duì)苯二甲酸)配體；其中，所述鋯基配合物結(jié)構(gòu)屬于立方晶系，i41/a空間群，其晶胞參數(shù)為軸長(zhǎng)軸角α＝β＝γ＝90°，晶胞體積為z＝16。
4、本發(fā)明還提供一種鋯基配合物的制備方法，包括以下步驟：
5、s1：將金屬二氯二茂鋯、配體bdc-ethenyl和bdc-nh2溶解于溶劑中，攪拌超聲溶解后得到均一混合溶液，所述bdc-ethenyl和bdc-nh2配體與所述二氯二茂鋯的摩爾用量比為1：(1～2)：(1～2)，所述bdc-ethenyl和bdc-nh2配體在所述溶液中的濃度為0.025～0.035mmol/l。
6、s2：將步驟s1所述混合溶液置于玻璃瓶中，采用溶劑熱法將該玻璃瓶置于在密閉條件下65℃恒溫靜置反應(yīng)10小時(shí)，然后緩慢降至室溫，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥即得到所述鋯基配合物。
7、本發(fā)明的有益效果是：本制備方法條件簡(jiǎn)單、反應(yīng)可快速進(jìn)行、節(jié)約能源、節(jié)省時(shí)間。且本發(fā)明鋯基配合物的制備方法產(chǎn)率高、配體用量少，節(jié)約成本。
8、作為本發(fā)明鋯基配合物的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述溶劑由n,n-二甲基乙酰和去離子水組成，所述n,n-二甲基乙酰胺和去離子水的體積比為5：1。
9、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，由n,n-二甲基乙酰胺和去離子水組成的溶劑易獲得、價(jià)格低廉且污染小。
10、作為本發(fā)明鋯基配合物的制備方法的一種優(yōu)化的方案，所述bdc-ethenyl配體和bdc-nh2配體與所述二氯二茂鋯的摩爾用量比為1：1：2，所述bdc-ethenyl配體在所述溶液中的濃度為0.026mmol/l。
11、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，確定的濃度和摩爾用量比得到鋯基配合物具有更好的品質(zhì)，反應(yīng)更加的順利。
12、作為本發(fā)明鋯基配合物的制備方法的一種優(yōu)化的方案，步驟s2中，產(chǎn)物使用n,n-二甲基乙酰胺溶劑對(duì)固體淋洗3次。
13、本發(fā)明還提供一種鋯基配合物在低碳烴氣體分離領(lǐng)域的應(yīng)用，所述鋯基配合物對(duì)單一組分c2h2和co2輕質(zhì)烴進(jìn)行吸附測(cè)試，得到差異化的吸附量用于吸附分離。本發(fā)明的有益效果是：所述鋯基配合物能夠用于輕質(zhì)烴分離，拓寬鋯基配合物的應(yīng)用范圍。
1.一種鋯基配合物，其特征在于：結(jié)構(gòu)單元為{[cp3zr3(μ3-o)(μ2-oh)3]4(l1)3(l2)3}，其中，zr為四價(jià)鋯離子，l1代表bdc-ethenyl(2-乙烯基對(duì)苯二甲酸)配體，l2代表bdc-nh2(2-氨基對(duì)苯二甲酸)配體；其中，所述鋯基配合物結(jié)構(gòu)屬于立方晶系，i41/a空間群，其晶胞參數(shù)為軸長(zhǎng)軸角α＝β＝γ＝90°，晶胞體積為20118.8(5)z＝16。
2.一種如權(quán)利要求1所述的鋯基配合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋯基配合物的制備方法，其特征在于，所述溶劑由n,n-二甲基乙酰胺和去離子水組成，所述n,n-二甲基乙酰胺和水的體積比為5：1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一項(xiàng)所述的鋯基配合物的制備方法，其特征在于，所述bdc-ethenyl和bdc-nh2配體與所述二氯二茂鋯的摩爾用量比為1：1：2，所述bdc-ethenyl和bdc-nh2配體在所述溶液中的濃度均為0.026mmol/l。
5.一種如權(quán)利要求1所述的鋯基配合物在低碳烴氣體分離領(lǐng)域的應(yīng)用，其特征在于，所述鋯基配合物對(duì)c2h2和co2組成的輕質(zhì)烴進(jìn)行吸附測(cè)試，得到差異化的吸附量用于吸附分離。