本发明专利技术公开了一种制备Cu-BTC和纳米Cu-BTC的方法，将无孔配位化合物Cu(C9H4O6)(H2O)3浸渍在有机溶剂或其蒸气环境下，得到Cu-BTC。将Cu-BTC在酸性的质子溶剂环境下进行浸渍，经过滤之后，将固体在非酸性的有机溶剂或其蒸气环境下进行浸渍，离心，洗涤，干燥得到纳米Cu-BTC。本方法具有操作条件温和，反应快速，过程设备简单，容易放大等特点，在气体吸附，储存，催化，传感等领域有很大的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
金属有机骨架化合物(metal organic frameworks, MOFs)是由金属离子或者团簇和有机配体通过自组装作用所形成的具有周期性网络结构的多孔材料，其具有比表面积大，孔隙率高，结构可调等优点，被视为最具潜力的气体吸附、催化、传感材料，近几年来引起了广泛的关注。Cu-BTC自被制备以来被广为研究，其具有不饱和金属位点，轮桨结构等特征，作为最知名的一种MOF材料，已经实现了商业化，但价格高昂。究其原因，Cu-BTC主要的合成方 法是溶剂热法，这种方法不仅耗时，而且能量代价高。近年来，微波、超声等方法的出现大大缩短了 MOFs材料合成的时间，降低了反应能耗，但由于设备限制，这些方法都很难进行工业放大。同时，纳米材料由于其独特的尺寸效应和界面效应，一直是研究者研究的热点，纳米级的Cu-BTC不仅可以大大提高气体的扩散速率，改善材料的吸附分离、催化性能，还可以增强材料对光、电、温度、压力等外场的响应，拓展其在传感领域的应用。现如今纳米级的Cu-BTC主要通过乳液，模板剂等方法制得，过程复杂，条件苛刻，成本高。本文针对此研究现状，专利技术了一种常温常压下，快速制备Cu-BTC和纳米Cu-BTC材料的方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有Cu-BTC材料制备过程耗时耗能，纳米Cu-BTC制备过程复杂的问题，提供了一种常温常压下，简单快速制备Cu-BTC材料以及纳米Cu-BTC的方法。本专利技术可以通过以下措施达到一种制备Cu-BTC的方法，包括以下步骤将Cu (C9H4O6) (H2O) 3浸入有机溶剂或有机溶剂蒸气中，搅拌，反应，经洗涤、过滤、干燥，得到Cu-BTC。本方法所制备的Cu-BTC为三维多孔配位化合物，其比表面积>600m2/g，与现有技术中其他方法制备的Cu-BTC结构相同。所述Cu(C9H4O6) (H2O)3为晶须状无孔配位化合物，XRD特征峰2 Θ % 9.4,11. 35，13. 95，16. 2，16. 85，17，18. 75，19. 45。Cu(C9H4O6) (H2O)3 的制备方法为本领域技术人员公知的，通过高氯酸Cryst. (soporous Materials Cu (ClO4) 2的水溶液和均苯三甲酸(H3BTC)的乙醇溶液反应生成(Acta Cryst.，1988，C44, 992-994)，一般情况下所制备的Cu (C9H4O6)(H2O) 3的比表面积〈200 m2/g。所述的有机溶剂优选采用甲醇、乙醇、N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜、乙腈、环丁砜、丙酮、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺中至少一种。上述Cu(C9H4O6) (H2O)3与有机溶剂的固液比为lg/L 100g/L ;所述反应的反应时间为1 60分钟。一种制备纳米Cu-BTC的方法，包括以下步骤将Cu-BTC在酸性的质子溶剂环境下进行浸溃，经过滤之后，将固体在非酸性的有机溶剂或非酸性的有机溶剂蒸气环境下进行浸溃，离心，洗涤，干燥得到纳米Cu-BTC。该方法中所使用的原料Cu-BTC可以为市售Cu-BTC,也可以是采用本专利技术方法制备的Cu-BTC。采用本专利技术方法制备的Cu-BTC可以降低成本。本专利技术中所述的酸性的质子溶剂，是指pH值为酸性的质子溶剂。所述酸性的质子溶剂的浓度为pH=l 3。pH过小，酸性过强会导致Cu-BTC结构的分解，pH过大，无法制备纳米 Cu-BTC0所述Cu-BTC与酸性的质子溶剂的固液比lg/L 50g/L ;所述Cu-BTC分别在酸性的质子溶剂或非酸性的有机溶剂中浸溃的时间为I分钟飞00分钟；优选为I分钟 100分钟。所述酸性的质子溶剂包括所有强酸；其中优选采用甲酸、盐酸、硫酸、硝酸、氢碘酸、氢溴酸、高氯酸、氯酸中至少一种。 所述Cu-BTC采用以下方法制备将Cu (C9H4O6) (H2O) 3浸溃在有机溶剂或有机溶剂蒸气中，搅拌，反应，经洗涤、过滤、干燥，得到Cu-BTC。上述Cu(C9H4O6) (H2O)3为晶须状无孔配位化合物，XRD特征峰2 Θ % 9.4,11. 35，13. 95，16. 2，16. 85，17，18. 75，19. 45。上述Cu(C9H4O6) (H2O)3与有机溶剂的固液比为lg/L 100g/L ;所述反应的反应时间为1 60分钟。制备纳米Cu-BTC时，所用的非酸性的有机溶剂，是指pH值为非酸性的有机溶剂，所述非酸性的有机溶剂优选采用甲醇、乙醇、N, N- 二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、环丁砜、丙酮、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺中至少一种。制备Cu-BTC时，所述的有机溶剂优选采用甲醇、乙醇、N，N_ 二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、环丁砜、丙酮、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺中至少一种。本专利技术制备Cu-BTC和纳米Cu-BTC的过程中反应条件温和，在常温常压下进行。本专利技术所述的常温为2(T30°C，所述的常压一般为IOOKPa lOlKPa。 与传统方法相比本专利技术的有益效果I、本专利技术的优点在于制备Cu-BTC和纳米Cu-BTC的反应条件温和，过程能耗低，反应快速，原料都是工业中常用的廉价溶剂，制备成本低。2、本专利技术的优点在于制备Cu-BTC和纳米Cu-BTC的反应过程简单，所需设备简易，容易进行放大生产。3、本专利技术的优点在于通过控制纳米Cu-BTC制备过程的循环操作次数，可以调控纳米Cu-BTC的尺寸。4、本专利技术的优点在于通过一种无孔晶须状化合物制备出三维多孔的纳米Cu-BTC，对于拓展Cu-BTC的应用，开发先进的功能材料、智能材料具有重要意义。附图说明图I为实施例2中制备的Cu-BTC和实施例8中制备的纳米Cu-BTC的扫描电子显微镜照片(SEM)a)为制备的Cu-BTC ；b)为制备的纳米Cu-BTC图2为实施例2中制备的Cu-BTC和实施例8中制备的纳米Cu-BTC的粉末X射线衍射图谱(XRD)a)为制备的Cu-BTC ；b)为制备的纳米Cu-BTC具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步说明。下述实施案例中，实 验方法如无特殊说明均为常规方法；所有试剂或原料如无特殊说明均能通过商业途径获得。实施例I :制备 Cu (C9H4O6) (H2O) 3常温常压下，将溶有2g Cu (ClO4)2的15ml去离子水和溶有Ig均苯三甲酸的15ml乙醇溶液混合，搅拌，反应3h得到Cu (C9H4O6) (H2O) 30实施例2 常温常压下，将Ig Cu (C9H4O6) (H2O) 3浸入20ml DMF溶剂中搅拌反应3分钟，将所得沉淀进行洗涤、过滤、干燥，得到Cu-BTC。收率为92. 56% (以均苯三甲酸计算)。然后对所得样品进行SEM、XRD表征。所得Cu-BTC的XRD图谱如图二所示，与标准图谱完全一致，可见该方法制备出的Cu-BTC结晶度好、纯度高。实施例3 7其他实施例按实施例2的步骤进行，制备Cu-BTC。其具体反应原理、条件和Cu-BTC的收率见表I。表I.实施例3 7原料及制备条件权利要求1.一种制备Cu-BTC的方法，包括以下步骤将Cu(C9H4O6) (H2O)3浸入有机溶剂或有机溶剂蒸气中，搅拌，反应，经洗涤、过滤、干燥，得到Cu-BTC。2.根据权利要求I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备Cu？BTC的方法，包括以下步骤：将Cu(C9H4O6)(H2O)3浸入有机溶剂或有机溶剂蒸气中，搅拌，反应，经洗涤、过滤、干燥，得到Cu？BTC。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨祝红，刘红，张所瀛，姚文俊，陆小华，王昌松，
申请(专利权)人：南京工业大学，常熟钰泰隆摩擦新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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