一种HKUST-1晶体的制备方法技术

本发明专利技术提供一种HKUST

【技术实现步骤摘要】
一种HKUST
‑
1晶体的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种金属有机框架材料，特别是涉及一种金属有机框架材料的制备方法。

技术介绍

[0002]晶体尺寸是一个重要的控制因素，超越化学成分，在材料科学中影响物质的物理化学性质。例如，沸石的晶体尺寸和形态与工业催化的效果密切相关。对于金属有机框架(MOFs)，除了在吸附、催化、光电性能等方面有重要的影响外，晶体尺寸效应仍然是智能材料中控制框架柔性最具挑战的课题之一，而现在对它的了解仍处于初期阶段。
[0003]HKUST
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1，一种原料易得且相对稳定的金属有机框架材料，已在多个领域得到应用。例如，它能够作为一种纳米填料制备高效超滤膜，具有高拒水能力的同时保持高的透水性。它自身也能够作为一种包覆材料将纳米级氧化铜颗粒包裹在其中，在可见光催化下降解氢和亚甲基蓝。除此之外，HKUST
‑
1自身也有着许多优秀的性质，在低温下，它具有一定的储氢能力。在室温下，HKUST
‑
1的高压甲烷存储量能够达到美国能源部的标准。但不同尺寸大小的HKUST
‑
1会有何性质的差异还有待探究。而合成得到一系列晶体质量良好且尺寸均一的HKUST
‑
1一直是本领域技术人员要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种金属有机框架材料的制备方法，用于解决现有技术中合成具有良好晶型HKUST
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1时粒径无法控制，粒径均一性不足的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术通过以下技术方案获得。
[0006]本专利技术提供一种HKUST
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1晶体的制备方法，包括如下步骤：
[0007]将Cu(NO3)2·
3H2O、PVP在有机溶剂中混合，加入均苯三甲酸的有机溶液，经反应获得所述HKUST
‑
1晶体。
[0008]优选地，反应体系中还加入有碱。
[0009]优选地，所述碱的加入量至反应体系在室温下不能再析出HKUST
‑
1晶体为止。更优选地，所述室温为20～30℃。
[0010]更优选地，所述碱与Cu(NO3)2·
3H2O、PVP在有机溶剂中混合。
[0011]优选地，所述碱选自Cu(OAc)2、Zn(OAc)2、NaHCO3和Na2CO3中的一种或多种。
[0012]更优选地，采用碱的有机溶液加入反应体系。
[0013]优选地，在碱存在的条件下，调控均苯三甲酸的加入速率来调控HKUST
‑
1晶体的粒径，更优选地，所述均苯三甲酸的加入速率至少为1mL/min。
[0014]更优选地，所述碱的有机溶剂溶液的浓度为0.001～1mol/L。
[0015]优选地，所述有机溶剂为甲醇。
[0016]优选地，均苯三甲酸的有机溶液中溶剂为甲醇。
[0017]优选地，碱的有机溶液中溶剂为甲醇。
[0018]优选地，三水硝酸铜与均苯三甲酸的摩尔比为(1～5)：2。
[0019]本申请还公开了一种调控HKUST
‑
1晶体粒径的方法，将Cu(NO3)2·
3H2O和PVP在有机溶剂中混合，通过调控碱的加入量和均苯三甲酸的加入速度，调控反应获得的HKUST
‑
1晶体的粒径。
[0020]本申请制备方法中，通过PVP可以调控HKUST
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1粒径的均一性，而碱，包括但不限于Cu(OAc)2，Zn(OAc)2，NaHCO3，Na2CO3可以调控其粒径的大小，碱加入的越多粒径越小，同时在加入碱的情况下，通过调控均苯三甲酸的滴加速度也可以调控粒径的大小，滴加速度越快粒径越大，因此可以从滴加速度和碱的加入量这两个维度来调控HKUST
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1粒径的大小，使其达到需要的尺寸。这种方法操作简单，能够有效控制HKUST
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1的粒径，可以大规模合成所需尺寸的HKUST
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1。通过本申请这种技术方法能够大规模合成粒径为50nm～850nm的粒径均一且晶型良好的HKUST
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1。
附图说明
[0021]图1为实施例1中制备的HKUST
‑
1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0022]图2为实施例2中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0023]图3为实施例3中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0024]图4为实施例4中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0025]图5为实施例5中制备的HKUST
‑
1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0026]图6为实施例6中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0027]图7为实施例7中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0028]图8为实施例8中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0029]图9为实施例9中制备的HKUST
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1的SEM图。
[0030]图10为实施例10中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为100nm。
[0031]图11为实施例11中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0032]图12为实施例12中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0033]图13为实施例13中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为1μm。
[0034]图14为实施例14中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为100nm。
[0035]图15为实施例15中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为100nm。
[0036]图16为实施例16中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为100nm。
[0037]图17为实施例17中制备的HKUST
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1的SEM图，图中标尺为100nm。
[0038]图18为实施10(对应70nm)、实施例7(对应110nm)、实施例6(对应145nm)和实施例5中(对应200nm)的HKUST
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1的X射线衍射表征图。
[0039]图19为实施10(对应70nm)、实施例7(对应110nm)、实施例6(对应145nm)和实施例5中(对应200nm)的HKUST
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1的氮气吸附表征图。
[0040]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种HKUST
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1晶体的制备方法，包括如下步骤：将Cu(NO3)2·
3H2O和PVP在有机溶剂中混合，加入均苯三甲酸的有机溶液，经反应获得所述HKUST
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1晶体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应体系中还加入有碱；和/或，所述有机溶液中溶剂和所述有机溶剂均为甲醇。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱的加入量至反应体系在室温下不能再析出HKUST
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1晶体为止。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱选自Cu(OAc)2、Zn(OAc)2、NaHCO3和Na2CO3中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用碱的有机溶液加入反应体系。6.根据权利要求5所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：章跃标，贺海龙，刘杉，李馨浩，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：