一种功能化金属有机骨架复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种吡咯烷酮功能化金属有机骨架/金纳米粒子复合材料及其制备方法，属于材料化学与催化化学技术领域。所述吡咯烷酮功能化金属有机骨架材料是由对二苯甲酸与金属铬盐以六配位的形式进行配位，再对其开放性金属中心修饰吡咯烷酮功能位点。所述吡咯烷酮功能化金属有机骨架/金纳米粒子复合材料的制备方法是，以吡咯烷酮功能化金属有机骨架材料作为基底，对其进行金纳米粒子负载。本发明专利技术提供的复合材料，由于金属有机骨架材料上所修饰的吡咯烷酮基团对金纳米粒子的给电子效应，使得其可以在以水为溶剂、空气中分子氧为氧化剂的条件下实现高效醇氧化反应。该吡咯烷酮功能化金属有机骨架/金纳米粒子复合材料具有选择性好、分离简单，并且所需反应条件温和、环保等优点。

A Functionalized Metal Organic Framework Composite and Its Preparation Method

The invention provides a pyrrolidone functionalized metal organic skeleton/gold nanoparticle composite material and a preparation method thereof, belonging to the technical field of material chemistry and catalytic chemistry. The pyrrolidone functionalized metal organic skeleton material is coordinated by p-diphenyl acid and metal chromium salts in the form of six coordination, and then the open metal center of the pyrrolidone functional site is modified. The preparation method of the pyrrolidone functionalized metal organic skeleton/gold nanoparticle composite material is that gold nanoparticles are loaded on the pyrrolidone functionalized metal organic skeleton material as a substrate. The composite material provided by the invention can realize high-efficiency alcohol oxidation reaction with water as solvent and molecular oxygen in air as oxidant due to the electron-donating effect of the pyrrolidone group modified on the metal-organic skeleton material on gold nanoparticles. The pyrrolidone functionalized metal organic framework/gold nanoparticles composite has the advantages of good selectivity, simple separation, mild reaction conditions and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种功能化金属有机骨架复合材料及其制备方法
本专利技术涉及材料化学与催化化学
，具体涉及一种吡咯烷酮功能化金属有机骨架/金纳米粒子复合材料及其制备方法。
技术介绍
贵金属材料作为一种高效的催化剂一直是科学研究的重点。随着纳米技术的兴起，贵金属纳米材料的合成与应用被广泛的研究。其中，金纳米粒子在选择性催化醇氧化领域展现出极其优异的性能，对于精细化学品和药物生产等工业领域具有重要的推进作用。然而，金纳米粒子作为一种均相催化材料需经过其复杂的分离过程实现重复利用，这样不仅使生产程序复杂还增加了经济成本。目前，通过将金纳米粒子负载在其它材料上是实现其异相化的有效手段(RSCAdvance.2016,6,28688-28727)。金属有机骨架(MetalOrganicFrameworks,MOFs)材料是由无机金属节点与有机配体构筑而成的一类多孔晶体材料。由于MOFs材料具有比表面积大、孔径结构可调、功能性多样等特点，已经在气体吸附/分离、能量存储、质子传导、荧光检测、异相催化等诸多领域展现出优异的应用性能。并且，MOFs材料作为一种结构稳定、多样的多孔材料也是一类良好的载体材料。目前，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吡咯烷酮功能化金属有机骨架/金纳米粒子复合材料，其特征在于其中功能化金属有机骨架材料是由对二苯甲酸与金属铬盐以六配位的形式进行配位所形成的MIL‑101‑Cr为基底材料，通过两步后修饰反应对其开放性金属中心修饰吡咯烷酮功能位点，从而获得吡咯烷酮功能化金属有机骨架材料；吡咯烷酮功能位点对金纳米粒子具有给电子效应，能够提升其催化性能。

【技术特征摘要】
1.一种吡咯烷酮功能化金属有机骨架/金纳米粒子复合材料，其特征在于其中功能化金属有机骨架材料是由对二苯甲酸与金属铬盐以六配位的形式进行配位所形成的MIL-101-Cr为基底材料，通过两步后修饰反应对其开放性金属中心修饰吡咯烷酮功能位点，从而获得吡咯烷酮功能化金属有机骨架材料；吡咯烷酮功能位点对金纳米粒子具有给电子效应，能够提升其催化性能。2.根据权利要求1所述的吡咯烷酮功能化金属有机骨架/金纳米粒子复合材料，其特征在于金纳米粒子在功能化金属有机骨架材料孔道中被还原剂硼氢化钠原位还原生成，从而负载在功能化金属有机骨架材料中。3.一种权利要求1所述的吡咯烷酮功能化金属有机骨架/金纳米粒子复合材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将铬金属盐、对二苯甲酸、40％氢氟酸水溶液和去离子水1加入水热反应釜中，在180～220℃下反应8～24小时；冷却至室温后过滤，用去离子水和无水乙醇分别洗涤3～5次；分别用去离子水2和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂，于50～80℃加热搅拌10～24小时；冷却至室温后离心，在真空度为133Pa条件下于100～150℃真空干燥12～15小时，得到含有铬开放性金属中心的MOFs材料(MIL-101-Cr)；铬金属盐、对二苯甲酸、氢氟酸、去离子水1、去离子水2和DMF的摩尔比为1:1.5～3:0.75～1.5:200～300:500～700:500～700。步骤二：将步骤一得到的MIL-101-Cr分散在无水苯溶剂中；在氮气保护和搅拌条件下加入乙二胺，于60～100℃下反应8～24小时；冷却至室温后过滤，用乙醇洗涤3～5次，在真空度为133Pa的条件下于80～150℃真空干燥12～15小时，得到开放性金属中心修饰乙二胺的MOFs材料(MIL-101-NH2)；MIL-101-Cr、乙二胺、无水苯摩尔比为1:3～5:50～70。步骤三：室温下，将MIL-101-NH2分散在二氯甲烷与DMF的混合溶液中；在氮气保护和搅拌条件下加入L-焦谷氨酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC.HCl)、三乙胺和二甲基氨基吡啶(DMAP)，于25～50℃下反应8～24小时；冷却至室温后过滤，用乙醇和去离子水分别洗涤3～5次，在真空度为133Pa的条件下于80～150℃真空干燥12～15小时，得到吡咯烷酮修饰的MOFs材料(MIL-101-Py)；MIL-101-NH2、L-焦谷氨酸、EDC.HCl、三乙胺、DM...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鼎璇，李柏延，施展，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37