[發(fā)明專利]一種多孔硫代銦酸鹽的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110293715.7
• 申請日: 2011-09-29
• 公開（公告）號: CN102503834A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴潔;朱琴玉;卞國慶;張明輝
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: C07C211/04
• 分類號: C07C211/04;C07C209/62;B01J31/28
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 陶海鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多微孔材料的制備方法，具體涉及一種多孔硫代銦酸鹽的制備方法。

背景技術(shù)

由于多微孔材料的結(jié)構(gòu)特點及獨特性能，在工業(yè)上顯示出很強的應(yīng)用前景，如鋁硅酸鹽被應(yīng)用到催化、分離、氣體存儲等許多方面。自從1948年Barrer等首次合成出人工沸石分子篩以來，人們不斷努力開發(fā)新的多孔材料，得到了許多新型氧化物微孔材料。為拓寬微孔材料的傳統(tǒng)應(yīng)用，將氧化物框架中的TO₄四面體被TS₄取代后，氧化物多孔性和硫?qū)僭氐陌雽?dǎo)體性質(zhì)相結(jié)合，多孔硫?qū)侔雽?dǎo)體材料得到了重視，成為十分活躍的領(lǐng)域。這類具有獨特的結(jié)構(gòu)的硫?qū)倩衔锿ǔ＠糜袡C胺作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向試劑或者模板劑，采用水熱法合成，并發(fā)現(xiàn)在催化、離子交換、光致發(fā)光、離子傳導(dǎo)率、半導(dǎo)體等方面潛在應(yīng)用(參見：N.Zheng，X.Bu?and?P.Feng，Science?2002，298，2366-2369；Nature，2003，426，428-432.)。

在1998年P(guān)arise以二甲胺(DMA)和水的混合溶液為溶劑合成了化合物(DMA)₆In₁₀S₁₈，其結(jié)構(gòu)為由四面體簇聚合而成的穿插孔道結(jié)構(gòu)(參見：Christopher?L.Cahill，Younghee?Ko，John?B.Parise.Chem.Mater.1998，10，19-21.)。但是二甲胺是低閃點(-17.8℃)刺激性易燃品，易造成環(huán)境污染。

多孔硫代銦酸鹽中的有些有機胺離子可以與金屬離子進(jìn)行離子交換。以往采用的方法是將多孔晶體浸漬與金屬離子的溶液中，經(jīng)過幾天甚至幾十天的緩慢擴散而得到摻雜。這種方法反應(yīng)時間長，摻雜不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是提供一種多孔硫代銦酸鹽的制備方法，采用溶劑熱法，以常用試劑二甲基甲酰胺(DMF)為反應(yīng)溶劑，利用其在反應(yīng)中自身生成的二甲胺(DMA)為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向試劑或者模板劑，可方便廉價地制備得到具有孔洞結(jié)構(gòu)的硫代銦酸鹽。進(jìn)一步地，本發(fā)明還利用原位反應(yīng)的方法制備了摻雜過渡金屬的硫代銦酸鹽。

為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種多孔硫代銦酸鹽的制備方法，將硫、銦、二甲基甲酰胺混合，在120～180℃下，經(jīng)溶劑熱反應(yīng)4～8天，制備得到多孔硫代銦酸鹽，所述多孔硫代銦酸鹽的分子式為(DMA)₆In₁₀S₁₈。

上述技術(shù)方案中，硫和銦的摩爾比為3～5∶1。

上述技術(shù)方案中，二甲基甲酰胺(DMF)一方面可作為反應(yīng)溶劑，另一方面利用其在反應(yīng)中自身生成的二甲胺(DMA)為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向試劑或者模板劑。

上述技術(shù)方案中，溶劑熱反應(yīng)一般都在密閉的反應(yīng)器中進(jìn)行，溶劑在密閉的反應(yīng)器中能產(chǎn)生自生壓力；優(yōu)選的技術(shù)方案中，二甲基甲酰胺的體積與反應(yīng)器的容積的比為1∶2～5；所述反應(yīng)器為內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜。

上述技術(shù)方案中，所述多孔硫代銦酸鹽的分子式為(DMA)₆In₁₀S₁₈，該化合物為無色多孔結(jié)構(gòu)，可用于離子分離及催化。

進(jìn)一步地，本發(fā)明還還利用原位反應(yīng)的方法制備了摻雜過渡金屬的硫代銦酸鹽。一種摻雜過渡金屬的硫代銦酸鹽的制備方法：將過渡金屬、硫、銦和二甲基甲酰胺混合，在120～180℃下，經(jīng)溶劑熱反應(yīng)4～8天，制備得到過渡金屬摻雜的多孔硫代銦酸鹽；所述過渡金屬選自：鐵或鈷。

上述技術(shù)方案中，硫、銦、過渡金屬的摩爾比為3～5∶1∶1。

上述技術(shù)方案的原理主要為：由于DMA體積小易于與其它離子交換，將過渡金屬Fe或/和Co引入到上述二元溶劑熱體系中，使原位反應(yīng)生成的部分Fe²⁺、Co²⁺作為平衡陽離子替代質(zhì)子化的DMA進(jìn)入銦硫?qū)倩衔锟蚣艿目锥粗校徊椒ê铣闪藫诫s有過渡金屬陽離子的銦硫?qū)倩衔铩?/p>

采用上述技術(shù)方案制備得到的過渡金屬摻雜的多孔硫代銦酸鹽具有較寬的光譜吸收帶，又有硫化銦的半導(dǎo)體性質(zhì)和大的表面，可作為一種催化材料。

由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：