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一种三元复合材料制备方法和应用技术

技术编号:10999398 阅读:181 留言:0更新日期:2015-02-04 19:47
本发明专利技术涉及一种三元复合材料的制备方法,属于材料科学、纳米材料、催化等技术领域。本发明专利技术以三聚氰氯基六元羧酸配体和硝酸铜为原料,制得水热稳定的多孔金属有机框架物Cu-MOF,以Cu-MOF为载体,在其表面锚固纳米银,并包覆多孔二氧化钛壳层,制得了三元复合材料Cu-MOF@Ag@TiO2。本复合材料具有优异的催化还原不饱和有机化合物的性能,在非均相催化还原反应中具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种三元复合材料制备方法和应用
本专利技术涉及一种三元复合材料制备方法和应用,具体涉及一种Cu-MOFOAgOTiO2催 化剂的制备方法及其催化还原有机物的应用,属于材料科学、纳米材料、金属有机配合物、 化工、催化等

技术介绍
金属-有机框架物(MOFs)材料,是基于不同的金属离子和各类刚性或柔性有机 配体,通过配位络合作用形成的一类孔径可调、孔壁可设计并可合成后修饰的超分子多孔 结构材料。与其它多孔材料相比较,该材料比表面积大、孔隙率高,结构与潜在的特性关系 密切,在催化、吸附、分离、薄膜、传感、识别、质子传导、药物缓释等多方面,显现出其他传统 多孔材料不能比拟的多功能性多孔结构材料,然而,MOFs材料一个普遍的不足是水热稳定 性差,该性质限制了MOFs材料在工业中大规模的应用。 纳米金属是一类粒径小于IOOnm的金属材料,相对于大体积金属材料而言,由于 其粒子尺寸小、比表面积大等独特的结构特点,展现出更新和更优良的特性,已经成为催化
中不可缺少的催化剂。为提高纳米银的催化活性,其制备以得到单分散、形状可控 的粒子为目的,但因其比表面能大,在合成及催化过程中极易发生团聚,从而导致其催化活 性降低。解决纳米金属团聚问题的方法之一是采用多孔载体负载,一方面多孔载体有利于 提高银的分散度,尤其可减少银的用量,降低催化剂成本,另一方面,可发挥其协同作用、提 高催化活性、提高稳定性、并延长催化剂的使用寿命,若兼具制备简单、反应能耗低等特点 的多孔结构材料负载型纳米银复合材料催化剂,必具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的技术任务之一是为了弥补现有技术的不足,提供一种三元复合材料制备 方法和应用,具体涉及一种MOF负载纳米银并包覆二氧化钛壳层的复合材料,即Cu-MOFO AgOTiO2的制备方法,该方法所用原料成本低,制备工艺简单,反应能耗低,具有工业应用前 旦 〇 本专利技术的技术任务之二是提供该复合材料的用途,该复合材料具有M0F、纳米银和 二氧化钛协同作用,用于催化不饱和有机物的氢化还原反应,用量少,催化活性高。 本专利技术的技术方案如下: 1. 一种三元复合材料的制备方法,制备步骤如下: (1)制备Cu-MOF 将 1. 7-1. 8gCu(NO3)2 ? 3H20、0. 30-0. 50g三聚氰氯基六元酸配体H6U10-20mLDMA、 5- 10mLDMS0、l-1.5mLH20 和 9-10mLHBF4 加到 50mL的玻璃瓶中混匀,60°C、120W超声 6- 10min,冷却,将固体离心分离后用EtOH洗涤,75°C下干燥,得蓝色多孔铜-有机聚合物晶 体Cu-MOF,产率为 87-90% ; 所述配体H6L,制备步骤如下: 取23. 0-25. Og的5-氨基对苯二甲酸、12. 0-15. Og氢氧化钠和水200mL,搅拌30min, 加入三聚氰氯8.0-8.5g、1,4-二氧六环40-50mL,加热回流8-10h,用盐酸调pH=2,抽滤并用 蒸馏水洗涤固体3次,将固体干燥得配体H6L;化学式为C3H3 (NH) 3 (C6H3) 3 (COOH)6,分子式为 C27H21N3O12 ;制备H6L反应式如下:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种三元复合材料的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:(1)制备Cu‑MOF 将1.7‑1.8g Cu(NO3)2∙3H2O、0. 30‑0.50g 三聚氰氯基六元酸配体H6L、10‑20mL DMA、5‑10mL DMSO、1‑1.5mLH2O和9‑10 mL HBF4加到50mL的玻璃瓶中混匀,60℃、120W超声6‑10min,冷却,将固体离心分离后用EtOH洗涤,75℃下干燥,得蓝色多孔铜‑有机聚合物晶体Cu‑MOF;(2)制备Cu‑MOF@Ag将Cu‑MOF 加热到220℃,保温10‑12h去除客体溶剂,冷却到室温,加入0.35mmol/L AgNO3的乙醇溶液20‑30 mL,避光浸渍10‑12h;离心分离得到的固体,用水洗涤3次;用紫外灯光照10‑15h,离心并水洗涤固体,干燥,制得表面锚固了纳米Ag的Cu‑MOF,即Cu‑MOF @Ag;(3)制备Cu‑MOF @Ag@TiO2将Cu‑MOF @Ag分散在30‑50mL的乙醇中,加入体积分数为30%的钛酸四丁酯的乙醇溶液30‑50mL,以30min的时间滴加0.8‑1mL的水后,加热回流1h,离心并用乙醇洗涤得到的固体,即为三元复合材料Cu‑MOF @Ag@TiO2。...

【技术特征摘要】
1. 一种三元复合材料的制备方法,其特征在于,制备步骤如下: (1) 制备 Cu-MOF 将 1. 7-1. 8g Cu(NO3)2 ? 3H20、0. 30-0. 50g 三聚氰氯基六元酸配体 H6U 10-20mL DMA、 5- 10mL DMS0、l-1.5mLH20 和 9-10 mL HBF4 加到 50mL 的玻璃瓶中混匀,60°C、120W 超声 6- 10min,冷却,将固体离心分离后用EtOH洗涤,75°C下干燥,得蓝色多孔铜-有机聚合物晶 体 Cu-MOF ; (2) 制备 Cu-MOFOAg 将Cu-MOF加热到220°C,保温10_12h去除客体溶剂,冷却到室温,加入0. 35mmol/L AgNO3的乙醇溶液20-30 mL,避光浸渍10-12h ;离心分离得到的固体,用水洗涤3次;用紫 外灯光照l〇_15h,离心并水洗涤固体,干燥,制得表面锚固了纳米Ag的Cu-MOF,即Cu-MOF @ Ag ; (3) 制备 Cu-MOF OAgOTiO2 将Cu-MOF (Mg分散在30-50mL的乙醇中,加入体积分数为30%的钛酸四丁酯的乙醇溶 液30-50mL,以30min的时间滴加0. 8-lmL的水后,加热回流lh,离心并用乙...

【专利技术属性】
技术研发人员:王志玲李海芳陈瑶黄晓丽崔恩峰田亮于洋洋
申请(专利权)人:济南大学
类型:发明
国别省市:山东;37

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