一种用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂的制备方法，涉及特定吸附剂设计领域，包括制备MIL

【技术实现步骤摘要】
一种用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及特定吸附剂设计领域，具体涉及的是一种用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂的制备方法。

技术介绍

[0002]甲苯是一种基础的化学原料，广泛应用于化工原料、农药、制作染料、合成树脂等用途，同时它也是汽油的重要组成部分。得益于其广泛的用途，在众多的排放气、释放气中，都能见着它的身影，比如汽车尾气、新家具释放产生的室内空气。而甲苯因为具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用，成为空气治理的重点关注对象之一，如何高效去除甲苯，也是空气净化研究的热点之一。
[0003]针对甲苯治理，传统吸附法是最为常见的处理方式，传统活性炭因为对多种气体的吸附作用，也是最常见的吸附剂。然而针对特定的甲苯，传统的活性炭一次去除率不高，并且吸附位点容易被其他气体占据，进而导致甲苯吸附效率不高。MOF材料是近几年最受关注的新型材料，因其材料孔径的可塑性，使得合成合适孔径的特定MOF材料就可以有针对性地高效吸附甲苯。如专利申请公开号为CN105233872B、专利名称为一种Pd@MIL
‑
101复合材料及其制备方法和应用的专利申请文本，就公开了一种可以用于吸附甲苯的吸附剂材料，然而该材料相较于活性炭，也仅能将甲苯的一次去除率从不到30％提升至40％左右，对于甲苯治理来说，该吸附效率依然不够。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供一种用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂的制备方法，以解决现有技术吸附效果不好的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂的制备方法，包括制备MIL
‑
101(Cr)和将Pd负载于MIL
‑
101(Cr)两步，将Pd负载于MIL
‑
101(Cr)的操作过程包括如下步骤：
[0007]a.将MIL
‑
101(Cr)分散在DMF中，并在室温下搅拌30～60min；
[0008]b.将Pd(NO3)2·
2H2O溶于DMF形成溶液，并将该溶液滴加至步骤(1)所述体系中，剧烈搅拌10～20min，随后超声20～30min，室温磁搅拌24h，然后过滤出固体物质并用DMF洗涤至无色；
[0009]c.将所得固体物质干燥24h，得到Pd(NO3)2/MIL
‑
101，在H2气氛下，于200～250℃处理2～4h；
[0010]d.在空气中干燥8～10h，得到的粉末即为用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂。
[0011]作为优选地，所述Pd的负载量为1～2wt％。
[0012]更优地，所述MIL
‑
101(Cr)的制备过程为包括如下步骤：
[0013](1)将Cr(NO3)3·
9H2O溶于对苯二甲酸中，Cr(NO3)3·
9H2O与对苯二甲酸的摩尔比
为1∶0.9～1.2；
[0014](2)将上述溶液置于超声设备中，并加入纯HNO3，所述HNO3的添加量为HNO3与Cr
3+
的摩尔比为1∶1.4～1.5，超声直到得到均匀的溶液；
[0015](3)将溶液转移到高压釜中，并在220～250℃下反应8～10h；
[0016](4)将体系中的固体取出，并将所得固体洗涤，然后在70～80℃热醇类溶剂中回流5～8h，即可得到MIL
‑
101(Cr)。
[0017]更进一步地，步骤(4)中所得固体分别采用DMF和去离子水各清洗1～3遍。
[0018]更进一步地，步骤(4)中的醇类溶剂为乙醇。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术仅通过改进Pd
2+
的还原方法就可以将甲苯的一次去除率提升至55％左右；
[0021]2、本专利技术在改进Pd
2+
的还原方法到的基础上进一步通过改良MIL
‑
101(Cr)的制备方法，还可以将甲苯的一次去除率提升至85％左右；
[0022]3、本专利技术所制备的MOF复合材料吸附剂，吸附性能稳定，多次使用后，吸附效果依然高效；甲苯对其不会产生不可逆的结构转变，孔结构稳定，可塑性强。
附图说明
[0023]图1为实施例1制备的MOF复合材料吸附剂结构形貌图；
[0024]图2为实施例1～4制备的MOF复合材料以及活性炭对苯的多次吸附率对比图，吸附条件：20℃、常压；脱附条件：80℃，抽真空；
[0025]图3为实施例1～4制备的MOF复合材料以及活性炭对苯吸附后的温度与脱附率的关系图；
[0026]图4为实施例1～4制备的MOF复合材料以及活性炭在高温热处理之后对苯的多次吸附率对比图，吸附条件：20℃、常压；脱附条件：80℃，抽真空。
具体实施方式
[0027]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合各实施例和附图对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实现方式包括但不仅限于以下实施例。
[0028]本专利技术提供了一种用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂的制备方法。以下实施例、对照实验结合附图内容进一步说明该类催化剂的制备过程以及产品结构、性能。
[0029]实施例1
[0030]本实施例提供了一种MOF复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0031]1.1MIL
‑
101(Cr)制备方法
[0032]a)将800mg Cr(NO3)3·
9H2O融入328mg对苯二甲酸中；
[0033]b)在上述溶液中加入180mg HNO3，超声混合反应物，直到得到均匀的溶液。
[0034]c)将溶液转移到高压釜中，并在220℃下保持8h。
[0035]d)所得固体用DMF和去离子水洗涤，然后在70℃热乙醇中回流5h，得到MIL
‑
101(Cr)。
[0036]1.2Pd/MIL
‑
101(Cr)复合材料制备方法
[0037]a)将500mg的MIL
‑
101(Cr)分散在10mL的DMF中，并在室温下搅拌30min。
[0038]b)将13.5mg的Pd(NO3)2·
2H2O与1mL的DMF溶液混合。滴加所得Pd(NO3)2·
2H2O溶液，剧烈搅拌约10min，随后超声20min，室温磁搅拌24h，用DMF洗涤至无色。
[0039]c)干燥24h，得到Pd(NO3)2/MIL
‑
101，在H2气氛下200℃处理2h。
[0040]d)然后在空气中干燥8h，得到的粉末命名为Pd/MIL
‑
101，其结构形貌如图1。
[0041]实施例2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂的制备方法，包括制备MIL
‑
101(Cr)和将Pd负载于MIL
‑
101(Cr)两步，其特征在于，将Pd负载于MIL
‑
101(Cr)的操作过程包括如下步骤：a.将MIL
‑
101(Cr)分散在DMF中，并在室温下搅拌30～60min；b.将Pd(NO3)2·
2H2O溶于DMF形成溶液，并将该溶液滴加至步骤(1)所述体系中，剧烈搅拌10～20min，随后超声20～30min，室温磁搅拌24h，然后过滤出固体物质并用DMF洗涤至无色；c.将所得固体物质干燥24h，得到Pd(NO3)2/MIL
‑
101，在H2气氛下，于200～250℃处理2～4h；d.在空气中干燥8～10h，得到的粉末即为用于甲苯气体去除的MOF复合材料吸附剂。2.如权利要求2所述MOF复合材料吸附剂的制备方法，其特征在于，所述Pd的负载量为1～2wt％。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，李毅舟，魏征，王骁，姜国宝，施红旗，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：