一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL‑100(Cr)的方法。本发明专利技术涉及合成金属有机骨架材料MIL‑100(Cr)的方法。本发明专利技术要解决现有方法耗时长、反应釜利用率低以及必须使用有毒害的氢氟酸的问题。方法：将CrCl3·6H2O与均苯三甲酸混合均匀，然后在室温下研磨，得到混合物，将混合物置于内衬特氟龙的不锈钢反应釜中进行晶化反应，冷却不锈钢反应釜，取出产物，得到固体产物；将固体产物洗涤，得到洗涤后的固体产物，最后将洗涤后的固体产物烘干，即可得到MIL‑100(Cr)。本发明专利技术用于一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL‑100(Cr)的方法。
A solvent free synthesis of metal organic frameworks 100 MIL (Cr) method
A solvent free synthesis of metal organic frameworks 100 MIL (Cr) method. The present invention relates to the synthesis of metal organic frameworks 100 MIL (Cr) method. The invention solves the problems of long time consumption, low utilization ratio of the reaction kettle and the use of poisonous hydrofluoric acid in the prior art. Method: CrCl
【技术实现步骤摘要】
一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法
本专利技术涉及合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法。
技术介绍
金属有机骨架材料(MOFs)是由无机金属离子组成的次级结构单元和有机配体，通过强的化学键连接在一起而形成的三维网状结构的材料。从MOFs材料被发现的二十多年时间里，其在气体的存储与分离、催化等诸多领域展现了良好的性能。随着对MOFs材料合成的深入研究，MOFs材料的潜在应用范围还在不断扩大，目前已经涉及到药物缓释和传感器制作等方面。其中MIL-100(Cr)材料在具有以上优点的同时，还有较强的稳定性，因此有着更大的应用潜力。MIL-100(Cr)，即[Cr3F(H2O)3O(BTC)3·nH2O(n≈28)]材料是在2004年由法国的Ferey研究小组设计合成，由三核铬簇与配体BTC相互连接而成。它具有两种不同尺寸微孔笼，较小的笼大小约为具有直径约为的正五边形窗口；较大的笼大小约为具有直径约为的正五边形窗口。MIL-100(Cr)的BET比表面积可以达到1500m2/g～2200m2/g，总孔容接近1.7cm3/g，能够吸附大量的分子。目前MIL-100(Cr)都是利用水热法进行合成，以金属铬或CrO3作为铬源，与氢氟酸混合配制成水溶液，在与均苯三甲酸混合后在反应釜中加热晶化。该方法耗时极长，反应釜的利用率低，必须使用有毒、有危险的氢氟酸。亟需开发更快更环保的合成路径。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有方法耗时长、反应釜利用率低以及必须使用有毒害的氢氟酸的问题，而提供了一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法。一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法，具体是按照以下步骤进行的：一、将CrCl3·6H2O与均苯三甲酸混合均匀，然后在室温下研磨10min～40min，得到混合物，将混合物置于内衬特氟龙的不锈钢反应釜中进行晶化反应，晶化温度为180℃～250℃，晶化反应时间为4h～48h，冷却不锈钢反应釜，取出产物，得到固体产物；所述的CrCl3·6H2O与均苯三甲酸的摩尔比为(0.33～3):1；二、在温度为30℃～90℃的条件下，将固体产物洗涤2次～4次，每次洗涤时间为2h～20h，得到洗涤后的固体产物，最后将洗涤后的固体产物在温度为70℃～180℃的条件下烘干，即得到MIL-100(Cr)。本专利技术的有益效果是：1、将合成时间缩短至4h～48h，大幅度缩短晶化时间。2、没有使用任何溶剂，提高了反应釜的利用率。3、不使用有毒害的氢氟酸。4、MIL-100(Cr)比表面积可达到1848m2/g，与水热合成法的相当。本专利技术用于一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法。附图说明图1为MIL-100(Cr)的XRD图；1为传统水热法制备的MIL-100(Cr)，2为实施例二制备的MIL-100(Cr)，3为实施例一制备的MIL-100(Cr)，4为实施例三制备的MIL-100(Cr)，5为实施例四制备的MIL-100(Cr)；图2为实施例一制备的MIL-100(Cr)的氮气吸脱附等温线；图3为实施例四制备的MIL-100(Cr)和实施例二制备的MIL-100(Cr)的氮气吸脱附等温线，1为实施例四制备的MIL-100(Cr)，2为实施例二制备的MIL-100(Cr)；图4为实施例三制备的MIL-100(Cr)的氮气吸脱附等温线；图5为反应时间为15h时，CrCl3·6H2O与均苯三甲酸不同摩尔比制备的MIL-100(Cr)的氮气吸脱附等温线，1为实施例六制备的MIL-100(Cr)，2为实施例五制备的MIL-100(Cr)，3为实施例一制备的MIL-100(Cr)。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式所述的一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法，具体是按照以下步骤进行的：一、将CrCl3·6H2O与均苯三甲酸混合均匀，然后在室温下研磨10min～40min，得到混合物，将混合物置于内衬特氟龙的不锈钢反应釜中进行晶化反应，晶化温度为180℃～250℃，晶化反应时间为4h～48h，冷却不锈钢反应釜，取出产物，得到固体产物；所述的CrCl3·6H2O与均苯三甲酸的摩尔比为(0.33～3):1；二、在温度为30℃～90℃的条件下，将固体产物洗涤2次～4次，每次洗涤时间为2h～20h，得到洗涤后的固体产物，最后将洗涤后的固体产物在温度为70℃～180℃的条件下烘干，即得到MIL-100(Cr)。本具体实施方式的有益效果是：1、将合成时间缩短至4h～48h，大幅度缩短晶化时间。2、没有使用任何溶剂，提高了反应釜的利用率。3、不使用有毒害的氢氟酸。4、MIL-100(Cr)比表面积可达到1848m2/g，与水热合成法的相当。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中晶化反应时间为15h。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤一中晶化反应时间为12h。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一中晶化反应时间为18h。其它与具体实施方式一至三相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一中晶化反应时间为24h。其它与具体实施方式一至四相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤一中所述的CrCl3·6H2O与均苯三甲酸的摩尔比为2:1。其它与具体实施方式一至五相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤一中所述的CrCl3·6H2O与均苯三甲酸的摩尔比为1.5:1。其它与具体实施方式一至六相同。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤一中所述的CrCl3·6H2O与均苯三甲酸的摩尔比为1:1。其它与具体实施方式一至七相同。具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中晶化温度为180℃～200℃。其它与具体实施方式一至八相同。具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤一中晶化温度为200℃～250℃。其它与具体实施方式一至九相同。采用以下实施例验证本专利技术的有益效果：实施例一：本实施例所述的一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法，具体是按照以下步骤进行的：一、将CrCl3·6H2O与均苯三甲酸混合均匀，然后在室温下研磨30min，得到混合物，将混合物置于内衬特氟龙的不锈钢反应釜中进行晶化反应，晶化温度为220℃，晶化反应时间为15h，冷却不锈钢反应釜，取出产物，得到固体产物；所述的CrCl3·6H2O与均苯三甲酸的摩尔比为2:1；二、在温度为70℃的条件下，将固体产物洗涤2次，每次洗涤时间为3h，得到洗涤后的固体产物，最后将洗涤后的固体产物在温度为150℃的条件下烘干，即得到MIL-100(Cr)。实施例二：本实施例与实施例一不同的是：步骤一中晶化反应时间为12h。其它与实施例一相同。实施例三：本实施例与实施例一不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL‑100(Cr)的方法，其特征在于一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL‑100(Cr)的方法是按照以下步骤进行的：一、将CrCl
【技术特征摘要】
1.一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法，其特征在于一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法是按照以下步骤进行的：一、将CrCl3·6H2O与均苯三甲酸混合均匀，然后在室温下研磨10min～40min，得到混合物，将混合物置于内衬特氟龙的不锈钢反应釜中进行晶化反应，晶化温度为180℃～250℃，晶化反应时间为4h～48h，冷却不锈钢反应釜，取出产物，得到固体产物；所述的CrCl3·6H2O与均苯三甲酸的摩尔比为(0.33～3):1；二、在温度为30℃～90℃的条件下，将固体产物洗涤2次～4次，每次洗涤时间为2h～20h，得到洗涤后的固体产物，最后将洗涤后的固体产物在温度为70℃～180℃的条件下烘干，即得到MIL-100(Cr)。2.根据权利要求1所述的一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法，其特征在于步骤一中晶化反应时间为15h。3.根据权利要求1所述的一种无溶剂法快速合成金属有机骨架材料MIL-100(Cr)的方法，其特征在于步骤一中晶化反应时间为12h。4.根据权利要求1所述的一种无溶剂法快速合...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙印勇，毛颖，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23
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