[發明專利]一種高穩定性金屬有機骨架復合材料、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410010515.X
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103736523A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 劉曉勤;孫林兵;祖丹丹;劉定華
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C07C43/178;C07C41/03
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤

技術領域

本發明涉及一種金屬有機骨架材料、制備方法及其應用，更具體地說涉及一種高穩定性金屬有機骨架復合材料、制備方法及其應用。

背景技術

金屬有機骨架材料是目前廣受關注的一種新型功能材料，具有較大的比表面積、特殊的拓撲結構和規則的孔道，其結構和功能變化多樣，在氣體存儲、吸附分離、催化等方面具有廣闊的應用前景。然而目前研究顯示大部分金屬有機骨架材料的穩定性較差。當這些金屬有機骨架材料暴露于潮濕環境中時，其結構會發生不可逆轉的坍塌。例如MOF-5，UMCM-1等。這一缺點限制了金屬有機骨架的應用。氧化石墨（GO）是將石墨用強氧化劑氧化形成的一種層狀共價化合物，層間距在之間（取決于氧化程度），層間及層邊緣有環氧基、羥基、磺酸基等含氧基團。其表面原子排列緊密，可以提供吸附所需的滯留力。如果將二者進行雜化，可以提高金屬有機骨架材料的穩定性，擴大金屬有機骨架材料的應用范圍。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術中存在的問題與不足，提供一種高穩定性金屬有機骨架復合材料，該高穩定性金屬有機骨架復合材料通過引入氧化石墨，改變金屬有機骨架材料的憎水性，從而提高該材料在潮濕環境中的穩定性。

本發明還提供該高穩定性金屬有機骨架復合材料的制備方法，制備方法簡單方便。

本發明還提供該高穩定性金屬有機骨架復合材料作為催化劑在催化氧化苯乙烯體系中的應用。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明的高穩定性金屬有機骨架復合材料其由銅基金屬有機骨架和氧化石墨組成，氧化石墨與銅基金屬有機骨架的質量比為0.05～0.67:1；上述的氧化石墨與銅基金屬有機骨架的質量比優選為0.05～0.25:1。

本發明的高穩定性金屬有機骨架復合材料，其進一步的技術方案是所述的銅基金屬有機骨架是型號為HKUST-1的金屬有機骨架材料。

本發明上述的高穩定性金屬有機骨架復合材料的制備方法，其包括以下步驟：將摩爾比為1～2:1的三水合硝酸銅和均對苯三甲酸溶于N,N-二甲基甲酰胺、無水乙醇以及去離子水的混合溶液中，再加入相應比例的氧化石墨并攪拌，在60～120℃下反應18～24h，取出樣品過濾、洗滌即得高穩定性金屬有機骨架復合材料；其中氧化石墨與金屬有機骨架的質量比為0.05～0.67:1，優選為0.05～0.25:1；

本發明上述的高穩定性金屬有機骨架復合材料可作為催化劑在催化氧化苯乙烯體系中進行應用。

本發明的高穩定性金屬有機骨架復合材料作為催化劑在催化氧化苯乙烯體系中的應用，其包括以下步驟：將氧化苯乙烯和無水甲醇，混合后裝入裝有經過抽真空處理的、含有高穩定性金屬有機骨架復合材料的燒瓶中，在40～60℃溫度下通N2保護攪拌反應1～2.5小時，得到2-甲氧基-2-苯乙醇。

與現有技術相比本發明具有以下有益效果：

本發明的高穩定性金屬有機骨架復合材料只需在合成金屬有機骨架的過程中加入氧化石墨進行雜化制備，方法簡單，可明顯提高金屬有機骨架的水熱穩定性，并且此發明的復合材料作為催化劑在催化氧化苯乙烯制2-甲氧基-2-苯乙醇的反應中相比于金屬有機骨架和氧化石墨本身效果更好，催化收率可達79%。

附圖說明

圖1為HKUST-1及實施例1－5復合材料的X射線衍射譜圖。

其中：

1為HKUST-1穩定性測試處理前的譜圖

2為HKUST-1穩定性測試處理后的譜圖

3為實施例1的復合材料穩定性測試處理前的譜圖

4為實施例1的復合材料穩定性測試處理后的譜圖

5為實施例2的復合材料穩定性測試處理前的譜圖

6為實施例2的復合材料穩定性測試處理后的譜圖

7為實施例3的復合材料穩定性測試處理前的譜圖

8為實施例3的復合材料穩定性測試處理后的譜圖

9為實施例4的復合材料穩定性測試處理前的譜圖

10為實施例4的復合材料穩定性測試處理后的譜圖

11為實施例5的復合材料穩定性測試處理前的譜圖

12為實施例5的復合材料穩定性測試處理后的譜圖

具體實施方式

下面的實施例將對本發明予以進一步的說明，但本發明的內容完全不限于此。