新材料及其应用

本发明属于氢键有机框架材料领域，公开了一种苯磺酸基离子型氢键有机框架材料，化学式为：{L·(DBPy)·3(H。一种苯磺酸基离子型氢键有机框架材料，该苯磺酸基离子型氢键有机框架材料的化学式为：{L·(DBPy)·3(H2O)}n，其中，n为正整数，L为7-氨基-1,3-萘二磺酸阴离子，化学式为{C10H7NO6S2}2-；DBPy为1,1′-二氨基-4,4′-联吡啶阳离子，化学式为{C10H12N4}2+。 进一步，所述苯磺酸基离子型氢键有机框架材料的结构单元属于斜方晶系，空间群为Pna21，分子式为C20H25N5O9S2，晶胞参数为：α＝90°，β＝90°，γ＝90°， 进一步，所述苯磺酸基离子型氢键有机框架材料由多个重复单元聚合而成，每个重复单元由一个L2-、一个DBPy2+和三个水分子组成。

材料具有高比表面积、高孔隙率、优异的吸附性能、结构稳定性和良好的导电性等优势，可以应用在以下方面：

吸附分离：IHSOF 可以作为吸附剂和分离剂，用于吸附和分离有机污染物、挥发性有机物 (VOCs)、重金属离子等污染物。

电池：IHSOF 可以作为电池材料，如锂离子电池、钠离子电池和锌空气电池等，具有良好的电子导电性和离子存储性能。

催化：IHSOF中含有离子和氢键,可用于催化固定化生物酶、促进酶生物催化反应等。

气体储存：IHSOF 可作为多孔吸附剂，用于吸附储存氢气、甲烷、氧气等气体。

传感器：IHSOF 可以作为气体传感器，能够检测气体如氨气、氧气、二氧化碳等的浓度。此外，也可以作为湿度传感器和光电传感器等。

总之，苯磺酸基离子型氢键有机框架材料具有多方面的应用前景，随着研究的不断深入，其应用领域将会得到进一步的拓展。

本发明还公开了所述的苯磺酸基离子型氢键有机框架材料作为质子导电材料的应用。

本发明公开了一种苯磺酸基氢键有机框架材料，该材料由苯磺酸基、氨基以及溶剂分子之间通过氢键连接形成三维的氢键网络，在这个三维的氢键网络中，磺酸基与氨基、水之间形成了螺旋状的氢键网络，这种氢键网络有利于质子的运输。本发明选用的配体是带有电荷的酸碱阴阳离子配体，所形成的离子键进一步增加了氢键网络的稳定性，更有利于质子的传导。本发明制备的苯磺酸基离子型氢键有机框架材料具有良好的热稳定性，通过PXRD粉末衍射分析数据表明所得的产品纯度较高，热重分析表明热稳定性高，其分解温度约为300℃，而且具有较好的质子传导能力，是一种新型质子导电材料。

本发明还公开了该苯磺酸基离子型氢键有机框架材料的制备方法，由H2L和DBPy·2I制备得到，合成原料易得，制备工艺简单，操作方便，产率较高。本发明的氢键有机框架材料作为质子导电材料时，电导率可以达到***×10-3S·cm-1，在质子导电方面具有很好的应用前景。

本发明还公开了DBPy·2I配体的制备工艺，其合成原料便宜易得，合成方法简单，其中用碱性中和羟胺-O-磺酸是为了保护4,4'-联吡啶不与酸反应，有利于第二部的胺基化；选择用HI酸酸化是为了引入带负电荷的I-，形成一个带有电荷的碱性配体，有利于后面离子键的形成。