一种咪唑/金属有机框架复合材料的应用制造技术

一种咪唑/金属有机框架复合材料的应用，涉及前沿吸附材料领域，具体涉及一种基于咪唑/金属有机框架复合材料的碘蒸汽吸附的应用。本发明专利技术是要解决现有的碘蒸汽吸附材料吸附性能差的技术问题。本发明专利技术的咪唑/金属有机框架复合材料作为吸附剂吸附碘蒸汽。本发明专利技术制备的咪唑/金属有机框架复合材料与大部分吸附剂相比具有合成方法简单，成本费用低等优点。此外，咪唑/金属有机框架复合材料与纯金属有机框架材料UiO

【技术实现步骤摘要】
一种咪唑/金属有机框架复合材料的应用


[0001]本专利技术涉及前沿吸附材料领域，具体涉及一种基于咪唑/金属有机框架复合材料的碘蒸汽吸附的应用。

技术介绍

[0002]金属有机框架(MOFs)是一类新兴的多孔有机
‑
无机杂化材料，由于其迷人的化学结构和巨大的工业应用潜力，MOFs在过去几十年中引起了科学研究人员和工业工程师的极大关注。由于MOFs是通过金属节点和有机配体之间的配位键构成的，因此可以通过改变它们的连通性或改变金属或配体的特性来获得几乎无限数量的MOFs。MOFs的独特特性包括极高的孔隙率(BET表面积可达7000m2·
g
‑1)、组分和结构多样性、以及高度可调的孔隙和表面功能等。作为一种多功能材料，MOFs在气体吸附、催化、传感器、质子传导和药物传递等多种潜在应用方面得到了广泛研究。
[0003]化石燃料的使用会产生大量的温室气体，导致气候变暖等问题。因此，清洁能源核能得到了快速发展。然而，核电站的运行伴随着极大的风险。同时，核废物的处理问题也值得注意。由于碘的流动性和挥发性，碘的捕获至关重要，一旦放射性碘释放到自然环境中，通过食物链进入生物体内会造成长期影响。因此，放射性碘的有效捕获具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术是要解决现有的碘蒸汽吸附材料吸附性能差的技术问题，而提供一种咪唑/金属有机框架复合材料的应用。
[0005]本专利技术的咪唑/金属有机框架复合材料作为吸附剂吸附碘蒸汽。
[0006]本专利技术的咪唑/金属有机框架复合材料的制备方法为：
[0007]一、将13.28mg的对苯二甲酸和18.64mg的氯化锆混合均匀，然后加入10mL的N,N
‑ꢀ
二甲基甲酰胺和1.2mL的乙酸混合均匀，将混合物转移至内衬聚四氟乙烯的反应釜中，然后转移至120℃的烘箱中加热48h，待冷却至室温后，将反应釜中的混合物转移至离心管内，用N,N
‑
二甲基甲酰胺进行离心洗涤3次，然后再用无水乙醇离心洗涤3次，最后将离心后的固体部分放置在通风橱内，在室温下干燥24h，得到晶体UiO
‑
66粉末；
[0008]二、将100mg的晶体UiO
‑
66粉末装在敞口的玻璃瓶中，将3g的咪唑装于广口瓶中，再将装有UiO
‑
66粉末的敞口的玻璃瓶放入装有咪唑的广口瓶中，然后密封广口瓶，最后将广口瓶放入120℃的烘箱中保温3天，自然冷却至室温，得到复合材料Im@UiO
‑
66粉末。
[0009]本专利技术制备的咪唑/金属有机框架复合材料(Im@UiO
‑
66)与大部分吸附剂相比具有合成方法简单，成本费用低等优点。此外，咪唑/金属有机框架复合材料与纯金属有机框架材料UiO
‑
66相比，对于碘蒸汽的最大吸附量提高了约12.59倍。本专利技术设计的咪唑/金属有机框架复合材料合成简便，储碘能力好，在碘蒸汽吸附实验中表现出高吸附量和较强的解吸能力，是一种性能优良的碘蒸汽吸附材料。
[0010]本专利技术的优点为：
[0011]1、本专利技术的咪唑/金属有机框架复合材料对于碘蒸汽的吸附量与纯金属有机框架材料 UiO
‑
66相比提高了约12.59倍；
[0012]2、本专利技术的咪唑/金属有机框架复合材料的重复使用率较高，可以重复至少5次，脱附后的咪唑/金属有机框架复合材料的碘吸附能力的变化可忽略不计；
[0013]3、本专利技术的咪唑/金属有机框架复合材料的储碘能力优秀，4天后的碘流失量可忽略不计；
[0014]4、与大部分碘吸附材料相比，本专利技术的咪唑/金属有机框架复合材料对碘蒸汽具有更高的吸附量(6.42g/g
‑1)。
附图说明
[0015]图1为XRD图；
[0016]图2为FT
‑
IR图；
[0017]图3为试验一的步骤一制备的UiO
‑
66的SEM图；
[0018]图4为试验一制备的Im@UiO
‑
66的SEM图；
[0019]图5为氮气吸附
‑
解吸图；
[0020]图6为孔径数据图；
[0021]图7为TGA图；
[0022]图8为试验二中的吸附动力学图；
[0023]图9为试验三中Im@UiO
‑
66的储碘能力图；
[0024]图10为试验四中Im@UiO
‑
66的重复利用图；
[0025]图11为FT
‑
IR图。
具体实施方式
[0026]具体实施方式一：本实施方式为一种咪唑/金属有机框架复合材料的应用，具体其作为吸附剂吸附碘蒸汽。
[0027]具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一中咪唑/金属有机框架复合材料的制备方法，具体如下：
[0028]一、将13.28mg的对苯二甲酸和18.64mg的氯化锆混合均匀，然后加入10mL的N,N
‑ꢀ
二甲基甲酰胺和1.2mL的乙酸混合均匀，将混合物转移至内衬聚四氟乙烯的反应釜中，然后转移至120℃的烘箱中加热48h，待冷却至室温后，将反应釜中的混合物转移至离心管内，用N,N
‑
二甲基甲酰胺进行离心洗涤3次，然后再用无水乙醇离心洗涤3次，最后将离心后的固体部分放置在通风橱内，在室温下干燥24h，得到晶体UiO
‑
66粉末；
[0029]二、将100mg的晶体UiO
‑
66粉末装在敞口的玻璃瓶中，将3g的咪唑装于广口瓶中，再将装有UiO
‑
66粉末的敞口的玻璃瓶放入装有咪唑的广口瓶中，然后密封广口瓶，最后将广口瓶放入120℃的烘箱中保温3天，自然冷却至室温，得到复合材料Im@UiO
‑
66粉末。
[0030]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中用N,N
‑
二甲基甲酰胺进行离心洗涤的转速为8000r/min。其他与具体实施方式二相同。
[0031]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中用N,N
‑
二甲基甲酰胺进行离心洗涤的时间为5min。其他与具体实施方式二相同。
[0032]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是：步骤一中用无水乙醇进行离心洗涤的转速为8000r/min。其他与具体实施方式二相同。
[0033]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中用无水乙醇进行离心洗涤的时间为5min。其他与具体实施方式二相同。
[0034]用以下试验对本专利技术进行验证：
[0035]试验一：本试验为一种咪唑/金属有机框架复合材料的制备方法，具体如下：
[0036]一、将13.28mg的对苯二甲酸和18.64mg的氯化锆混合均匀，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种咪唑/金属有机框架复合材料的应用，其特征在于咪唑/金属有机框架复合材料作为吸附剂吸附碘蒸汽。2.根据权利要求1所述的一种咪唑/金属有机框架复合材料的应用，其特征在于咪唑/金属有机框架复合材料的制备方法如下：一、将13.28mg的对苯二甲酸和18.64mg的氯化锆混合均匀，然后加入10mL的N,N
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二甲基甲酰胺和1.2mL的乙酸混合均匀，将混合物转移至内衬聚四氟乙烯的反应釜中，然后转移至120℃的烘箱中加热48h，待冷却至室温后，将反应釜中的混合物转移至离心管内，用N,N
‑
二甲基甲酰胺进行离心洗涤3次，然后再用无水乙醇离心洗涤3次，最后将离心后的固体部分放置在通风橱内，在室温下干燥24h，得到晶体UiO
‑
66粉末；二、将100mg的晶体UiO
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66粉末装在敞口的玻璃瓶中，将3g的咪唑装于广口瓶中...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，谭川，宋建鑫，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：