【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新型金属-有机骨架复合材料，具体涉及一种双水杨醛邻苯二胺合铁(fe-salophene)@cu-btc复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、变压吸附技术是一种重要的化工分离手段，被广泛应用于天然气脱硫脱碳、烟气脱硫脱硝、co2捕捉等领域。而高性能吸附剂材料的设计开发则是实现气体混合物高效分离的关键。cu-btc作为一种具有高比表面积、丰富的不饱和金属位点的金属-有机骨架材料在变压吸附分离领域得到广泛关注。然而，有限的吸附位点以及材料孔隙无法充分利用的原因，限制了其吸附分离性能的进一步提升。采用负载离子液体、水分子等液体分子的方式调控cu-btc的孔隙结构是进一步提升材料吸附分离性能的有效手段。然而，液体分子与气体分子间的吸附竞争、孔隙堵塞以及液体泄露问题是该方法所面临的主要问题。
2、为了解决以上问题，选择合适的封装分子至关重要。fe-salophene分子是由铁离子与席夫碱分子中的n2o2基团配位而成的一种具有裸露金属位点的有机金属络合物。其尺寸小于cu-btc的孔笼尺寸(直径)且略大于cu-btc的窗口(～9a×9a)，可以很容易地被封装到cu-btc中，并可有效克服液体分子(例如离子液体、水分子等)封装带来的问题。同时，封装的fe-salophene分子中过渡金属为气体吸附提供了额外的位点，可有效促进混合气体的吸附和分离。
技术实现思路
1、针对上述情况，本专利技术的目的在于提供了一种双水杨醛邻苯二胺合铁(fe-salophene)@cu-btc复合
2、为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是先合成fe-salophene分子，再将fe-salophene分子与cu-btc合成所需原料混合、水热反应。最后，依次经过离心、洗涤和干燥处理而成的。
3、一种双水杨醛邻苯二胺合铁@cu-btc复合材料制备方法，先合成双水杨醛邻苯二胺合铁分子，再将双水杨醛邻苯二胺合铁分子与合成cu-btc所需的原料混合、水热反应；最后，依次经过离心、洗涤和干燥处理而成的。
4、进一步地，所述的方法，包括以下步骤：
5、s1：将邻苯二胺加入无水乙醇中，得到邻苯二胺溶液；然后将水杨醛加入无水乙醇中，得到水杨醛溶液；将邻苯二胺溶液和水杨醛溶液混合，加热搅拌回流，冷却至室温，洗涤，抽滤；获得双水杨醛邻苯二胺材料；
6、s2：将双水杨醛邻苯二胺材料加入无水乙醇中，得到双水杨醛邻苯二胺材料溶液；然后将fecl3加入无水乙醇中，得到fecl3溶液；将双水杨醛邻苯二胺材料溶液和fecl3溶液混合；加热搅拌回流，冷却至室温，洗涤，抽滤，真空干燥，获得双水杨醛邻苯二胺合铁材料；
7、s3：将均苯三甲酸和双水杨醛邻苯二胺合铁材料溶解在乙醇和n,n-二甲基甲酰胺(dmf)的混合物中，得到混合物a；然后将混合物a加入cu(no3)2水溶液中，在室温下搅拌，密封；水热反应；在室温下冷却后，洗涤；真空干燥；获得所述的双水杨醛邻苯二胺合铁@cu-btc复合材料。
8、进一步地，邻苯二胺和水杨醛的质量比为0.44～0.50，例如邻苯二胺和水杨醛的质量比为0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49或0.5。
9、进一步地，邻苯二胺和水杨醛的摩尔比为1～7:8，例如邻苯二胺和水杨醛的摩尔比为1:8、1.5:8、2:8、2.5:8、3:8、3.5:8、4:8、4.5:8、5:8、5.5:8、6:8、6.5:8或7:8。
10、进一步地，步骤s2中，双水杨醛邻苯二胺与fecl3的质量比为1.3～1.4。例如，步骤s2中，双水杨醛邻苯二胺与fecl3的质量比为1.31、1.32、1.33、1.34、1.35、1.36、1.37、1.38、1.39或1.4。
11、进一步地，步骤s2中，双水杨醛邻苯二胺与fecl3的摩尔比为0.1～2:1。例如，步骤s2中，双水杨醛邻苯二胺与fecl3的摩尔比为0.1:1、0.2:1、0.3:1、0.8:1、0.0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1或2:1。
12、进一步地，步骤s3中，均苯三甲酸和双水杨醛邻苯二胺合铁材料的质量比为17～51；例如，均苯三甲酸和双水杨醛邻苯二胺合铁材料的质量比为17、19、25、30、35、40、45、50或51。均苯三甲酸和cu(no3)2的质量比为0.48～0.50。例如，均苯三甲酸和cu(no3)2的质量比为如上任一项所述的方法制备的双水杨醛邻苯二胺合铁@cu-btc复合材料。
13、进一步地，所述的复合材料比表面积为1500m2 g-1～1700m2 g-1，微孔体积0.55cm3g-1～0.6cm3 g-1，占总孔体积的85％～87％。
14、该专利技术的fe-salophene@cu-btc复合材料的制备方法包括以下步骤：
15、s1：将4mmol邻苯二胺加入20ml无水乙醇中，超声5分钟，然后将8mmol水杨醛加入10ml无水乙醇中，混合两种溶液在100ml圆底烧瓶中，在80℃油浴中搅拌回流4个小时，冷却至室温，产品用乙醇洗涤，抽滤收集后获得salophene材料；
16、s2：将0.6mmol合成的salophene(双水杨醛邻苯二胺)加入10ml无水乙醇中，然后将0.6mmol的fecl3·6h2o加入5ml无水乙醇中，混合两种溶液在100ml圆底烧瓶中，在80℃油浴中搅拌回流2个小时，冷却至室温，产品用乙醇洗涤，抽滤收集，80℃真空干燥后获得fe-salophene材料；
17、s3：将h3btc(510mg)和fe-salophene(10/20/30mg)溶解在乙醇和dmf(15ml，1∶1，v/v)的混合物中，超声处理15分钟。然后将其加入7.5ml的cu(no3)2·3h2o(1050mg)水溶液中。混合物在室温下搅拌30分钟，并密封在50ml聚四氟乙烯内衬里中。接下来，将聚四氟乙烯内衬放入不锈钢高压釜中，在60℃下反应7小时。在室温下冷却后，通过离心收集材料，并用甲醇反复洗涤。最后，通过在60℃下真空干燥12小时，获得不同fe-salophene封装量的fe-salophene@cu-btc复合材料。
18、本专利技术fe-salophene@cu-btc复合材料具有许多独特的物理化学性质，其比表面积高达1503.6m2 g-1，与cu-btc材料相比，该复合材料的微孔体积达到0.6cm3 g-1，占总孔体积的86.9％。更多微孔的形成有利于混合气体的吸附分离。
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1.一种双水杨醛邻苯二胺合铁@Cu-BTC复合材料制备方法，其特征在于，先合成双水杨醛邻苯二胺合铁分子，再将双水杨醛邻苯二胺合铁分子与合成Cu-BTC所需的原料混合、水热反应；最后，依次经过离心、洗涤和干燥处理而成的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，邻苯二胺和水杨醛的质量比为0.44～0.50。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，加热的温度为78℃～82℃，加热时间为200分钟～260分钟。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2中，双水杨醛邻苯二胺与FeCl3的质量比为1.3～1.4。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2中，加热的温度为78℃～82℃，加热时间为100分钟～150分钟。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S3中，均苯三甲酸和双水杨醛邻苯二胺合铁材料的质量比为17～51；均苯三甲酸和Cu(NO3)2的质量比为0.48～0.50。
8.根据权利
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的双水杨醛邻苯二胺合铁@Cu-BTC复合材料。
10.根据权利要求9所述复合材料，其特征在于，所述的复合材料比表面积为1500m2g-1～1700m2 g-1，微孔体积0.55cm3 g-1～0.6cm3 g-1，占总孔体积的85％～87％。
...【技术特征摘要】
1.一种双水杨醛邻苯二胺合铁@cu-btc复合材料制备方法，其特征在于，先合成双水杨醛邻苯二胺合铁分子，再将双水杨醛邻苯二胺合铁分子与合成cu-btc所需的原料混合、水热反应；最后，依次经过离心、洗涤和干燥处理而成的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤s1中，邻苯二胺和水杨醛的质量比为0.44～0.50。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤s1中，加热的温度为78℃～82℃，加热时间为200分钟～260分钟。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤s2中，双水杨醛邻苯二胺与fecl3的质量比为1.3～1.4。
6.根据权利要求2所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷广平，程慧远，席国君，张学清，杨宇杰，李世民，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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