[發(fā)明專利]一種對CO具有高吸附容量的CuCl@MIL-100(Fe)的制備方法及CuCl@MIL-100(Fe)材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410834381.3
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104525127A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何靚;彭俊潔;廖頭根;黃艷;李忠;劉亞
• 申請（專利權(quán)）人: 云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號: B01J20/22
• 分類號: B01J20/22;B01D53/02
• 代理公司: 昆明協(xié)立知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 53108
• 代理人: 陳偉;吳平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，本發(fā)明涉及一種在常溫常壓條件下，制備對CO具有高吸附容量的改性金屬有機(jī)骨架材料CuClMIL-100(Fe)的方法。

背景技術(shù)

一氧化碳CO是一種對人體具有較高毒性的氣體物質(zhì)，同時也是C1化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)物質(zhì)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，通常會產(chǎn)生很多含有CO的廢氣(據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國各類工業(yè)過程每年排放的CO高達(dá)5000萬噸以上)，從這些廢棄中進(jìn)行CO的回收或者凈化，具有很大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。現(xiàn)有技術(shù)中，對CO進(jìn)行分離進(jìn)化的最優(yōu)方式之一為吸附法，即通過固固離子交換法，將載體(如無機(jī)分子篩等)和氯化亞銅混合均勻，置于惰性氣體中高溫煅燒，制備得到負(fù)載型Cu(I)吸附劑，通過Cu(I)與CO發(fā)生σ-π絡(luò)合作用，使CO從廢氣中分離出來。

近年來，一類稱之為金屬有機(jī)骨架的MOFs材料正在迅猛發(fā)展，它具有很高的比表面積及均一的孔結(jié)構(gòu)，在氣體吸附分離方面有很大應(yīng)用前景。然而，由于MOFs載體中的有機(jī)配體其水熱穩(wěn)定性不高，盡管MOFs具有超高比表面積，其對CuCl分散具有良好的促進(jìn)作用，作為優(yōu)良載體受到了較多限制，應(yīng)用高溫煅燒極易破壞MOFs的基本結(jié)構(gòu)，如果應(yīng)用固固離子交換法需要在高溫條件下煅燒，不可能制備得到Cu(I)負(fù)載型吸附劑。因此，利用CuCl負(fù)載型MIL-100材料吸附CO尚未有報導(dǎo)，亟需一種制備對CO具有高吸附容量的改性金屬有機(jī)骨架材料的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種在常溫常壓條件下，以MIL-100(Fe)為載體，利用浸漬法負(fù)載氯化銅和甲酸銅，制備改性金屬有機(jī)骨架材料CuClMIL-100(Fe)的方法，制備得到的CuClMIL-100(Fe)對CO具有高吸附容量。

同時，本發(fā)明還涉及一種CuClMIL-100(Fe)材料。

*除非另有說明，本發(fā)明中所述的百分比為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種對CO具有高吸附容量的CuClMIL-100(Fe)的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)前驅(qū)體制備：將載體MIL-100(Fe)晶體、氯化銅溶液、甲酸銅溶液按照質(zhì)量比為1～14.7:1.14:1的比例充分混合均勻，得前驅(qū)體液，備用；

(2)水分蒸發(fā)：將前驅(qū)體液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀的蒸餾燒瓶內(nèi)，在45℃～90℃的恒溫條件下將水分蒸發(fā)完畢，得到不含水分的前驅(qū)體液；

(3)真空活化：將不含水分的前驅(qū)體液置于溫度為120℃～270℃的真空環(huán)境下活化反應(yīng)3～48h，再將溫度降至室溫后即得CuClMIL-100(Fe)材料。

其中，所述CuClMIL-100(Fe)材料中CuCl含量按載體算為5wt％～150wt％。

一種CuClMIL-100(Fe)材料，通過上述制備方法制成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

本發(fā)明能夠在常溫常壓條件下，以MIL-100(Fe)為載體，制備得到CuClMIL-100(Fe)，其中的Cu是以一價的價態(tài)Cu(I)負(fù)載在MIL-100(Fe)表面，大幅度地提高了對CO的吸附容量和選擇性，最高的增幅可達(dá)到7倍，這些特點(diǎn)使得本發(fā)明制備的材料無論在消除環(huán)境中CO的污染，還是在從各種工業(yè)廢氣中回收CO作為化工重要原料，都具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1～3制備的CuClMIL-100(Fe)與原始MIL-100(Fe)的XRD表征對比圖。

圖2為實(shí)施例1-4制備的CuClMIL-100(Fe)材料在常溫下CO吸附等溫線結(jié)果對比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明加以說明，應(yīng)當(dāng)注意，具體實(shí)施例不以任何方式對本發(fā)明加以限制，依據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)所作的任何變更或替換，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

將0.15g?MIL-100(Fe)晶體加入5mL?0.015mol/L甲酸銅溶液和5mL0.015mol/L氯化銅溶液，此時MIL-100(Fe):甲酸銅:氯化銅的質(zhì)量比在14.7:1.14:1，混合均勻，在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上80℃旋去水分，放入真空干燥箱中200℃反應(yīng)24h，冷卻至室溫后得到CuCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)(按載體算)為10wt％的CuClMIL-100(Fe)材料。所得到的材料標(biāo)記為CuClMIL-100(Fe)#1。

實(shí)施例2