一步法制备吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒的方法技术

技术编号：40840402 阅读：4 留言：0更新日期：2024-04-01 15:06

本发明专利技术涉及水吸附剂领域，具体涉及一步法制备吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒的方法；包括以下步骤：（1）将MOF材料粉末加入5mL去离子水中，搅拌均匀，再添加粘结剂海藻酸加适量去离子水，搅拌均匀，制得前驱体溶液；（2）将制得的前驱体溶液通过滴加的方式滴入氯化物改性溶液中，保证液滴在改性溶液中均匀分散，静置20分钟，使液滴充分吸收改性物质；（3）移除溶液，得到球状颗粒，在60℃下干燥得到吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒；本发明专利技术方法是一种简便快捷制备提升MOF集水性能的方法，制备的吸湿盐负载的MOF材料球状颗粒的吸水性能大大提升，该方法推进集水MOF应用前的所需的改性和成型，一步即可制得工况可用产品。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水吸附剂领域，具体涉及一步法制备吸湿盐负载的mof材料成型颗粒的方法。

技术介绍

1、金属有机骨架(mof)作为一种新型多孔材料，因其结构多样性、高孔隙率、大比表面积、孔径可调等特点而受到广泛关注。其具有良好的水蒸气吸附特性，可用于多种应用领域(如热泵、冷却器、湿度控制、水解催化、大气集水等)。大气集水作为一种不受时空限制获取淡水的方式，为缺水地区提供了一种新的解决方案。尽管很多吸附材料都可用于基于吸附剂的大气集水，但研究较多的水吸附剂(如硅胶、沸石)因吸附容量低再生温度高等问题限制了其实际应用。部分mof作为一种高效的吸附剂，具有超高的水蒸汽吸附容量和阶梯形的水吸附等温线，可以在较低的温度和压力变化下实现水的吸收和释放，从而降低awh过程的能耗。当前已经报道的mof材料中，只有较少的mof材料在低湿度下有良好的捕获水的能力。如mof-808是具有(>孔径为1.5nm)的大孔径的三维多孔骨架。它具有良好的热稳定性和化学稳定性，由锆簇与均苯三甲酸自组装而成，而mof-808在低湿度下吸水能力弱，为了使其在低湿度下也可以由良好的吸水能力，因此开发具有高稳定性、高吸附性、高解吸能力的mof材料是其未来发展的趋势。

2、吸湿盐(如cacl2、licl)廉价易得，吸水能力强等优点被应用于大气集水中，将mof与金属盐的复合是一种改善其低rh条件下水吸附性能的有效策略。

3、将传统吸水能力强的吸湿盐与mof复合，并做成型处理，制备可以在低湿度下具有较高吸水能力的cacl2@mof-808颗粒。制备的

技术实现思路

1、本专利技术克服现有技术的不足，提供一种一步法制备吸湿盐负载的mof材料成型颗粒的方法。制成改性的mof材料成型颗粒在提升吸附性能的同时又可以更好地应用于实际集水中，从而实现其工业化应用。

2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一步法制备吸湿盐负载的mof材料成型颗粒的方法，包括以下步骤：

3、(1)将mof材料粉末加入5ml去离子水中，搅拌均匀，再添加粘结剂海藻酸加适量去离子水，搅拌均匀，制得前驱体溶液；

4、(2)将制得的前驱体溶液通过滴加的方式滴入氯化物改性溶液中，保证液滴在改性溶液中均匀分散，静置20分钟，使液滴充分吸收改性物质；

5、(3)移除溶液，得到球状颗粒，在60℃下干燥得到吸湿盐负载的mof材料成型颗粒。

6、进一步的，步骤(1)中mof材料为mof-808、mof-801、uio-66或mil-101等常见集水mof材料。

7、进一步的，当步骤(1)中的mof材料为mof-808时，海藻酸钠质量含量占mof-808粉末与海藻酸钠总质量的5～15％。

8、进一步的，步骤(1)中mof-808粉末的浓度为0.17-0.19g/ml。

9、进一步的，步骤(2)中氯化物改性溶液为cacl2溶液、licl溶液或nacl溶液等吸湿盐的溶液。

10、进一步的，步骤(2)中的氯化物改性溶液为cacl2溶液，cacl2溶液质量浓度为6％～12％。

11、进一步的，前驱体溶液与氯化物改性溶液的体积比为1：4到1：6范围内。

12、与现有技术相比本专利技术具有以下有益效果：

13、本专利技术采用滴球的方法将mof-808与海藻酸钠制备的前驱体溶液滴入cacl2溶液中，对mof-808粉末进行成型加改性，一步法制备吸湿盐负载的mof-808成型颗粒，制备方法便捷、操作简单、利于工业化生产。本专利技术的方法通过控制海藻酸钠的量及改变cacl2溶液的浓度使其可以达到一个最佳的性能并符合工业应用的要求。

14、本专利技术在海藻酸钠为15％(质量分数)，cacl2溶液质量浓度为10％时性能最佳，cacl2@mof-808颗粒的机械强度约25n，在298k，30％ rh下，对水的吸附量0.43g g-1。

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【技术保护点】

1.一步法制备吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一步法制备吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒的方法，其特征在于，步骤（1）中MOF材料为MOF-808、MOF-801、UiO-66或MIL-101。

3.根据权利要求1所述的一步法制备吸湿盐负载的MOF-808成型颗粒的方法，其特征在于，当步骤（1）中的MOF材料为MOF-808时，海藻酸钠质量含量占MOF-808粉末与海藻酸钠总质量的5~15%。

4.根据权利要求3所述的一步法制备吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒的方法，其特征在于，步骤（1）中MOF-808粉末的浓度为0.17-0.19g/mL。

5.根据权利要求3所述的一步法制备吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒的方法，其特征在于，步骤（2）中氯化物改性溶液为CaCl2溶液、LiCl溶液或NaCl溶液。

6.根据权利要求3所述的一步法制备吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒的方法，其特征在于，步骤（2）中的氯化物改性溶液为CaCl2溶液，CaCl2溶液质量浓度为6%~12%。</p>

7.根据权利要求6所述的一步法制备吸湿盐负载的MOF材料成型颗粒的方法，其特征在于，前驱体溶液与氯化物改性溶液的体积比为1：4到1：6范围内。

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【技术特征摘要】

1.一步法制备吸湿盐负载的mof材料成型颗粒的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一步法制备吸湿盐负载的mof材料成型颗粒的方法，其特征在于，步骤（1）中mof材料为mof-808、mof-801、uio-66或mil-101。

3.根据权利要求1所述的一步法制备吸湿盐负载的mof-808成型颗粒的方法，其特征在于，当步骤（1）中的mof材料为mof-808时，海藻酸钠质量含量占mof-808粉末与海藻酸钠总质量的5~15%。

4.根据权利要求3所述的一步法制备吸湿盐负载的mof材料成型颗粒的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杨，亢紫亮，张佳敏，李立博，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：

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