【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储氢催化，具体涉及一种基于调控晶型结构双金属mnti-mof衍生物mnti@c材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、mgh2作为一种高效的储氢材料，具有较高的储氢含量(质量分数为7.6wt％)，具有循环性能、无毒、室温下稳定以及环境友好等优点，但mgh2也存在活化能比较高，吸放氢温度较高，吸放氢动力学慢的缺点。添加催化剂是解决mgh2吸放氢动力学慢的一种有效方法，相比将合金化、纳米化，添加催化剂用量少，成本低，效率高。而催化剂中非金属相比贵金属有着经济成本低，来源广，产量高的优势。因此选择过渡金属作为催化剂是一种有效解决mgh2吸放氢动力学慢的方法。
2、过渡族金属对镁基储氢材料具有较好的催化作用，可以有效提高吸氢动力学性能，例如，现有文献1(m.s.yahya,n.n.sulaiman,n.s.mustafa,f.a.halim yap,m.ismail,improvement of hydrogen storage properties in mgh2 catalysed by k2nbf7,[j]international journal of hydrogen energy,2018,943(31)14532-14540,)研究了k2nbf7对mgh2储氢性能的催化作用。mgh2与5wt％k2nbf7粉末球磨。mgh2+5wt％k2nbf7将起始脱氢温度降低到255℃。但是，该技术方案存在的问题是，k2nbf7的微观形貌呈不规则团聚形态，其原因在于，k2nbf7未经处理导致的的分散性差。>
3、为了解决上述分散性问题，常用的技术手段为，通过将过渡金属负载于载体上或制成特定的结构进行改善。其中，mof具有比表面积大、孔隙率高、分散性好的优点，可以有效改善催化剂的分散性问题。例如，现有文献2(lu z,he j,song m,et al.bullet-likevanadium-based mof as a highly active catalyst for promoting the hydrogenstorage property in mgh2[j].international journal of minerals,metallurgy andmaterials,2023,30(1):44-53.)通过溶剂热法和煅烧法合成了一种基于v-mof的子弹状催化剂，通过球磨引入mgh2，7wt％v-mof-mgh2的初始放氢温度降低到190.6℃，对mgh2的催化效果有所提升。但是，该技术方案存在的2个问题：
4、1、单金属mof由单一种类的金属离子和配体构筑而成的拓扑结构和微观形貌较为简单和单调，缺乏对外界环境的适应性和抵抗性，导致其热稳定性和机械稳定性较低；
5、2、单金属mof单一种类的金属离子具有相同的价态和电子构型，限制了其催化效果，缺少多样化的催化活性位点和调节催化反应中间体的能力，导致其催化效率和选择性较低。
6、对于单金属mof存在的催化效率和选择性低的问题，可以通过制备双金属mof进行改善，其基本原理为，双金属mof由于同时存在两种金属，两种金属之间的电子结构相互影响，产生协同催化作用，从而实现在催化过程中的选择性，从而提高催化效率。同时双金属mof可以将两种过渡金属更好地分散在结构中，起到提高催化剂催化效果的作用。例如，现有文献3(xing x,liu y,zhang z,et al.hierarchical structure carbon-coated coninanocatalysts derived from flower-like bimetal mofs:enhancing the hydrogenstorage performance of mgh2under mild conditions[j].acs sustainablechemistry&engineering,2023,11(12):4825-4837.)通过溶剂热法合成了一种coni双金属mof催化材料，并通过煅烧法得到coni@c。该技术方案虽然实现了两种金属之间的协同催化作用，提高了选择性，但是，双金属mof的微观形貌没有得到优化，其原因为，常规的双金属mof在制备时，为了保证制备成功，选择第二个金属元素的判断依据为是否能保持原有单金属mof的晶型和微观形貌，即常规的双金属mof不具备改变晶型结构的特点，上述原因直接导致了配体和两种金属离子之间反应后，仍然只能形成单一的晶相，保持初始的晶型结构和拓扑类型，从而无法对mof的结构进行调整，最终无法实现改善mof的热稳定性和机械稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于调控晶型结构双金属mnti-mof衍生物mnti@c材料及其制备方法和应用。针对现有技术存在的技术问题，采用以下方式来解决上述问题：
2、选择mn和ti的化合物作为金属源制备双金属mof，通过mn和ti配位数不同的特点，即mn离子配位数为6，ti离子配位数为8，以及配位偏好不同的特点，利用配位不同金属离子混合给予mof更加紧密的晶型结构和拓扑类型，从而改变材料的微观形貌，实现提高mof热稳定性和机械稳定性的效果，同时，提高mof对水分子和其他有机溶剂的耐受性。
3、实现本专利技术目的的技术方案是：
4、一种基于调控晶型结构双金属mnti-mof衍生物mnti@c材料，原料为两种过渡金属源、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇和对苯二甲酸，经过溶剂热法得到双金属mof命名为mnti-mof；再经过煅烧制得，命名为mnti@c；
5、所述mnti-mof微观形貌为规整的六棱柱锥结构，直径为3-5微米，长度为15-20微米；
6、所述mnti@c微观形貌为粗糙的六棱柱锥结构，直径为3-5微米，长度为15-20微米。
7、一种基于调控晶型结构双金属mnti-mof衍生物mnti@c材料的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤1，mnti-mof的制备，首先以钛酸异丙酯、mncl2.4h2o和对苯二甲酸满足一定物质的量之比，将钛酸异丙酯、mncl2 4h2o和对苯二甲酸置于混合溶剂中得到反应液，然后，以一定条件，将反应液进行搅拌，之后，在一定条件下进行反应，最后，将反应产物在一定条件下进行离心洗涤，离心洗涤完毕后再在一定条件下进行真空干燥，即可得到mnti-mof；
9、所述步骤1中，钛酸异丙酯、mncl2.4h2o和对苯二甲酸的物质的量之比为1:1:3；
10、所述步骤1中，混合溶剂为n，n-二甲基甲酰胺dmf和甲醇的体积比为9:1混合而得；
11、所述步骤1中，反应液的搅拌条件为，搅拌时间为20-40min；
12、所述步骤1中，反应的条件为，反应温度为150℃，反应时间为16h；
13、所述步骤1中，离心洗涤的条件为，离心洗涤速率为8000-10000rpm，离心洗涤时间为10-20mi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于调控晶型结构双金属MnTi-MOF衍生物MnTi@C材料，其特征在于：原料为两种过渡金属的化合物、N,N-二甲基甲酰胺、甲醇和对苯二甲酸，经过溶剂热法得到双金属MOF命名为MnTi-MOF；再经过煅烧制得，命名为MnTi@C。
2.根据权利要求1所述的MnTi@C材料，其特征在于：
3.一种基于调控晶型结构双金属MnTi-MOF衍生物MnTi@C材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，反应液的搅拌条件为，搅拌时间为20-40min；
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，煅烧的条件为，在氩气条件下，煅烧温度为600-650℃，煅烧时间60-120min。
7.一种基于调控晶型结构双金属MnTi-MOF衍生物MnTi@C材料作为MgH2储氢催化剂的应用，其特征在于：基于球磨法，在一定条件下，以MnTi@C和MgH2满足一定质量比，将MnTi@C和MgH2进行球磨，即可得
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述球磨法的条件为，MnTi@C的质量分数为添加量占总质量的5-15wt％,在氩气条件下，球料质量比为(40-60)：1，球磨转速为400-500rpm，球磨时间为12-15h。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所得MgH2-MnTi@C在程序升温速率为3-5℃/min的条件下，初始放氢温度为150-160℃；
...【技术特征摘要】
1.一种基于调控晶型结构双金属mnti-mof衍生物mnti@c材料，其特征在于：原料为两种过渡金属的化合物、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇和对苯二甲酸，经过溶剂热法得到双金属mof命名为mnti-mof；再经过煅烧制得，命名为mnti@c。
2.根据权利要求1所述的mnti@c材料，其特征在于：
3.一种基于调控晶型结构双金属mnti-mof衍生物mnti@c材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，反应液的搅拌条件为，搅拌时间为20-40min；
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中，煅烧的条件为，在氩气条件下...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐芬，梁太根，孙立贤，张国荣，秦丽娜，夏永鹏，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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