本发明专利技术提供一种吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC的制备方法，包括下述步骤：将La(NO3)3溶于去离子水，形成溶液A；将1，4-苯二甲酸溶于无机碱溶液，形成溶液B；在室温下，使该溶液A与该溶液B混合，得到第一混合溶液，在150℃-180℃下使该第一混合溶液结晶18小时-30小时，得到第一固体产物，用去离子水将该第一固体产物洗涤至中性，将该洗涤至中性的第一固体产物在马弗炉中以5℃-10℃/min的速率升温至180℃-200℃，保持4小时-6小时，得到金属-有机框架材料La-BDC。该吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC在较低温度及低压环境中，CO2吸附量大；脱附温度较低。
【技术实现步骤摘要】
—种吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC及其改性物的制备方法
本专利技术涉及CO2吸附材料，具体涉及一种能在较低温度和低压环境中高效吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC及其改性物的制备方法。
技术介绍
二氧化碳(CO2)是目前世界上最主要的温室气体，同时也是Cl家族中最廉价、最丰富的资源，并且CO2应用领域广泛，例如CO2用作灭火剂；CO2用作萃取剂，对食品、饮料、油料、香料、药物等进行加工萃取；CO2用作食品保鲜剂，可有效地防止食品中细菌、霉菌的生长，避免食品变质，并能保鲜和维持食品原有的风味和营养成分；CO2用作生产甲醇、甲烷、甲醚、聚碳酸酯等化工产品的原料；0)2用作油田注入剂，有效驱油提高采油率；co2用于保护电弧焊，避免金属表面氧化，同时提高焊接速度等。因此，CO2分离捕集已成为各国关注焦点，而发展闻效的CO2吸附材料是其关键所在。目前工业上主要利用液氨对CO2进行吸收，但该方法具有吸收过程中产生氨基甲酸盐等副产物、对设备腐蚀严重、再生过程中需消耗大量水蒸气造成资源浪费等缺点。针对现有CO2捕获技术的不足，设计开发具有吸附容量大、吸附-脱附温度低和能耗小的CO2吸附材料是业界正在探索的。金属-有机框架(Metal-organic framework,缩写为MOFs)材料是一类新型多孔无机-有机杂化的功能材料,此类材料具有比表面积大、规则的内部排列、特殊的拓补结构等特点，常规金属-有机框架(MOFs)材料也能有效地吸附C02，但他们通常是由来自原油的材料制成，并且通常含有毒重金属。在金属-有机框架(MOFs)材料合成过程中，使用的溶剂和去质子化试剂有时可与金属元素上裸露的金属位进行配位，从而得到不同结构的金属-有机框架(MOFs)材料。目前金属-有机框架(MOFs)材料的设计主要集中于改变有机配体以合成不同类型的金属-有机框架(MOFs)材料，并且配体结构日趋复杂。而La-BDC类金属-有机框架材料的制备主要通过改变金属盐溶液、有机配体、溶剂、去质子化试剂等因素制得。如利用1，2_双(4-吡啶基)乙烷(BPE)为去质子化试剂，将计算量的La(NO3)3 · 6H20、间苯二甲酸、BPE及去离子水混合，在180°C下结晶2天，制得黄色晶体[La4(BDC)6(H2O)5] (H2O)。然而，目前La-BDC类框架材料多以单晶培养为主，应用于气体吸附分离者甚小，并且将其应用于此领域的相应材料多以有机物为去质子化试剂，如DMF、吡啶、联吡啶等，这些有机物对人体危害比较明显。另外，所制备的金属-有机框架材料吸附量较小，不能达到对气体进行高效吸附的目的。因此，设计简单易行且吸附量大的La-BDC类金属-有机框架材料是一大挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有高效CO2吸附性能的金属-有机框架材料La-BDC及其改性物的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC的制备方法，包括下述步骤将La (NO3)3溶于去离子水，形成溶液A ;将1，4_苯二甲酸溶于无机碱溶液，形成溶液B ;在室温下，使该溶液A与该溶液B混合，得到第一混合溶液，在150°C _180°C下使该第一混合溶液结晶18小时-30小时，得到第一固体产物，用去离子水将该第一固体产物洗涤至中性，将该洗涤至中性的第一固体产物在马弗炉中以5°C -1O0C /min的速率升温至1800C _200°C，保持4小时-6小时，得到金属-有机框架材料La_BDC。上述制备方法中，该无机碱溶液是NaOH溶液、KOH溶液、Na2CO3溶液或K2CO3溶液。 上述制备方法中，将该洗涤至中性的第一固体产物在马弗炉中以5°C /min的速率升温至190°C，保持5小时，得到金属-有机框架材料La-BDC。为实现上述目的，本专利技术提供一种吸附CO2的金属-有机框架改性材料La(Li)-BDC的制备方法，包括下述步骤将上述制备的吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC在室温下溶解于去离子水，然后加入反应量的LiNO3水溶液，得到第二混合溶液，在150°C _180°C下使该第二混合溶液结晶10小时-15小时，自然冷却，得到第二固体产物，用去离子水将该第二固体产物洗涤至中性，将该洗涤至中性的第二固体产物在马弗炉中以5°C -1O0C /min的速率升温至1800C _200°C，保持4小时-6小时，得到金属-有机框架改性材料La(Li)_BDC。上述制备方法中，该反应量的LiNO3水溶液中的反应量的LiNO3的质量占La-BDC与 LiNO3 总质量的 5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%或 50%。为实现上述目的，本专利技术提供一种吸附CO2的金属-有机框架改性材料La(Li)-BDC的制备方法，包括下述步骤将La (NO3)3溶于去离子水，形成溶液A ;将1，4_苯二甲酸溶于无机碱溶液，形成溶液B ;在室温下，使该溶液A与该溶液B混合，得到第一混合溶液；使反应量的LiNO3A溶液与该第一混合溶液混合，得到第三混合溶液，在1500C _180°C下使该第三混合溶液结晶18小时-30小时，得到第三固体产物，用去离子水将该第三固体产物洗涤至中性，将该洗涤至中性的第三固体产物在马弗炉中以5°C -1O0C /min的速率升温至180 °C -200 V，保持4小时_6小时，得到金属-有机框架改性材料La (Li)-BDC。上述制备方法中，该无机碱溶液是NaOH溶液、KOH溶液、Na2CO3溶液或K2CO3溶液。上述制备方法中，将该洗涤至中性的第三固体产物在马弗炉中以5°C /min的速率升温至190°C，保持5小时，得到金属-有机框架改性材料La (Li) -BDC。根据实验结果，本专利技术所提供的金属-有机框架材料，在较低温度和低压环境中，具有CO2吸附容量大、吸附-脱附温度较低等特点，该方法解决了常见的CO2低压吸附量小、脱附温度较高等不足，有良好的工业应用前景。附图简要说明附图说明图1所示为本专利技术实施例1的CO2-Tro曲线图。具体实施方式下面结合本专利技术的实施例和比较例对本专利技术作进一步说明。本专利技术下述实施例所使用的CO2吸附量测定仪器采用美国麦克仪器公司生产的AutoChem化学吸附仪AutoChemII 2920。金属-有机框架材料La-BDC的制备:制备例Ia.将3. 409g La(NO3)2溶于30ml去离子水中，搅拌溶解后，形成溶液A ;b.将O. 28g NaOH溶于50ml去离子水中，搅拌溶解后，向其中加入计算量1，4_苯二甲酸(H2BDC),剧烈搅拌溶解后，形成溶液B;c.在室温下，将A溶液逐滴加入至B溶液中，搅拌，使A溶液与B溶液均匀混合，得到A溶液与B溶液的混合溶液；d.在160°C下，A溶液与B溶液的混合溶液结晶24h，得到固体产物；e.将d步骤中所得的固体产物用去离子水洗涤直至洗涤水的pH接近7为止，然后将用去离子水洗涤后的固体产物在马弗炉中以5°C /min升温速率升温至180°C，保持6小时，得到金属-有机框架材料La-BDC。制备例2a.将3. 409g La(NO3)2溶于30ml去离子水中，搅拌溶解后，形成溶液A ;b.将O. 392g KOH溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种吸附CO2的金属?有机框架材料La?BDC的制备方法，包括下述步骤：将La(NO3)3溶于去离子水，形成溶液A；将1，4?苯二甲酸溶于无机碱溶液，形成溶液B；在室温下，使该溶液A与该溶液B混合，得到第一混合溶液，在150℃?180℃下使该第一混合溶液结晶18小时?30小时，得到第一固体产物，用去离子水将该第一固体产物洗涤至中性，将该洗涤至中性的第一固体产物在马弗炉中以5℃?10℃/min的速率升温至180℃?200℃，保持4小时?6小时，得到金属?有机框架材料La?BDC。
【技术特征摘要】
1.一种吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC的制备方法，包括下述步骤 将La (NO3)3溶于去离子水，形成溶液A ; 将I，4-苯二甲酸溶于无机碱溶液，形成溶液B ； 在室温下，使该溶液A与该溶液B混合，得到第一混合溶液，在150°C _180°C下使该第一混合溶液结晶18小时-30小时，得到第一固体产物，用去离子水将该第一固体产物洗涤至中性，将该洗涤至中性的第一固体产物在马弗炉中以5°C -1O0C /min的速率升温至1800C -2000C，保持4小时-6小时，得到金属-有机框架材料La_BDC。2.根据权利要求1所述的吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC的制备方法，其特征在于，该无机碱溶液是NaOH溶液、KOH溶液、Na2CO3溶液或K2CO3溶液。3.根据权利要求1所述的吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC的制备方法，其特征在于，将该洗涤至中性的第一固体产物在马弗炉中以5°C /min的速率升温至190°C，保持5小时，得到金属-有机框架材料La-BDC。4.一种吸附CO2的金属-有机框架改性材料La(Li)-BDC的制备方法，包括下述步骤 将权利要求1、2或3制备的吸附CO2的金属-有机框架材料La-BDC在室温下溶解于去离子水，然后加入反应量的LiNO3水溶液，得到第二混合溶液，在150°C -180°C下使该第二混合溶液结晶10小时-15小时，自然冷却，得到第二固体产物，用去离子水将该第二固体产物洗涤至中性，将该洗涤至中性的第二固体产物在马弗炉中以5°C -1O0C /min的速率升温至180°C _200°C，...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹双凤，杨泛明，陈浪，张晓辉，李文盛，
申请(专利权)人：湖南大学，湖南凯美特气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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