The invention discloses a preparation method of multi-stage porous metal organic skeleton material, which is characterized by the following steps: adding metal zirconium salts and dicarboxylic acid organic ligands into non-proton polar solvents, stirring at room temperature until all solids are dissolved to form a solution; adding monocarboxylic organic acids into solution one, stirring evenly; adjusting pH to 2.0-7.0 by alkaline solution, and then starting. The reaction temperature was 25 - 300 C and the reaction time was 5 min - 48 h. After the reaction, the target product was separated by centrifugation, washing and drying. By controlling the nucleation and crystallization rate of metal ions and organic compounds, the nano-sized small grain zirconium-based MOFs material can be successfully obtained by adopting the method provided by the invention. Because of the high surface energy, small grains are easy to contact, accumulate and form permanent mesoporous structure between grains. This method is simple and easy to synthesize, and does not need to add high-cost template agent, and does not need to remove template, which simplifies the synthesis process.
【技术实现步骤摘要】
一种多级孔金属有机骨架材料的制备方法
本专利技术涉及金属有机骨架材料,具体涉及一种多级孔金属有机骨架材料的制备方法。
技术介绍
金属有机骨架材料(Metal-OrganicFrameworks,MOFs)作为一种新兴的多孔材料由无机金属中心和有机配体通过配位键自组装形成有周期性结构的配位化合物。与传统的分子筛、活性炭、硅胶等多孔材料相比,金属有机骨架材料具有更大的比表面积和孔隙率,尤其是通过配体的改性可得到孔径、极性等可调变的柔性分子骨架,使得有机金属骨架材料在催化、分离等领域有广泛的应用。虽然MOFs材料在结构和性能方面展现出传统材料无法比拟的优势,但是目前仍未大规模工业化应用,主要有两个原因:第一,MOFs材料的稳定性不高;第二,已报道的MOFs材料多数为微孔材料(孔径<2nm),这就导致分子进出孔道的阻力较大,操作过程的能耗较高。为了提高MOFs材料的稳定性,研究人员从金属离子、配体以及配位方式出发进行了深入的研究,不断合成出稳定性较好的MOFs材料。例如UiO-66,它由锆八面体氧簇Zr6O4(OH)4与12个对苯二甲酸配位构成了立方密堆形式的空间三维结构,具有直径分别为的八面体笼和四面体笼,并通过直径为的三角形孔口相互连通。由于处在第四副族的金属锆和氧原子形成的Zr-O配位键较其它金属更加稳定,另外,其配位数高达12,这两方面的原因使得UiO-66具有良好的热稳定性、化学稳定性及机械稳定性,同时具有较高的比表面积和孔容。然而,UiO-66的微孔结构限制了它的进一步应用。为了减小分子在微孔孔道内的扩散阻力,合成同时具有微孔-介孔结构多级孔MO ...
【技术保护点】
1.一种多级孔金属有机骨架材料的制备方法,其特征在于包括以下几个步骤:(1)将金属锆盐和二羧酸有机配体加入到非质子极性溶剂中,室温下搅拌至固体全部溶解得溶液一;(2)向溶液一中加入单羧基有机酸,搅拌均匀得溶液二;(3)向溶液二中滴加碱性溶液调节pH至2.0~7.0,得溶液三;(4)将溶液三控制在25~300℃温度范围内反应,反应时间为5min~48h;(5)上述反应结束后经离心分离、洗涤和干燥得目标产物。
【技术特征摘要】
1.一种多级孔金属有机骨架材料的制备方法,其特征在于包括以下几个步骤:(1)将金属锆盐和二羧酸有机配体加入到非质子极性溶剂中,室温下搅拌至固体全部溶解得溶液一;(2)向溶液一中加入单羧基有机酸,搅拌均匀得溶液二;(3)向溶液二中滴加碱性溶液调节pH至2.0~7.0,得溶液三;(4)将溶液三控制在25~300℃温度范围内反应,反应时间为5min~48h;(5)上述反应结束后经离心分离、洗涤和干燥得目标产物。2.如权利要求1所述的多级孔金属有机骨架材料的制备方法,其特征在于所述金属锆盐为四氯化锆、氯氧化锆、硝酸氧锆、正丁醇锆、正丙醇锆或乙酸锆;二羧酸有机配体为对苯二甲酸或氨基对苯二甲酸;非质子极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、二甲基亚砜或1,3-二甲基-咪唑烷酮。3.如权利要求1所述的多级孔金属有机骨架材料的制备方法,其特征在于步骤(2)中,单羧基有机酸为甲酸、乙酸或苯甲酸其中一种或多种的任意混合。4.如权利要求1所述的多级孔金属有机骨架材料的制备方法,其特征在于步骤(3)中,滴加的碱性...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘宗健,崔群,汪洋,杨爱武,刘建新,
申请(专利权)人:中国石化扬子石油化工有限公司,中国石油化工股份有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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